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Title:
CIRCUIT FOR CONTROLLING A LOAD TO BE SUPPLIED BY AN ALTERNATING CURRENT VOLTAGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/019778
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a circuit for controlling a load (1) to be supplied in alternating current voltage, comprising a two-way switch (2) capable of being controlled by phase angle, in series with the load between two terminals (E1, E2) applying the alternating current supply, and comprising, in parallel with the switch, a first resistive element (R), a first capacitor (C1), and an element, in series with said first resistive element and said first capacitor, and functioning, in steady state conditions, as a constant voltage source (12), the midpoint (A) of the association in series of the first resistive element and the first capacitor being connected, via an element (4) with two-way conduction automatically triggered when the voltage at its terminals exceeds a predetermined threshold, to a terminal (g) controlling the switch.

Inventors:
RIVET BERTRAND (FR)
PEZZANI ROBERT (FR)
Application Number:
PCT/FR1999/002317
Publication Date:
April 06, 2000
Filing Date:
September 29, 1999
Export Citation:
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Assignee:
ST MICROELECTRONICS SA (FR)
RIVET BERTRAND (FR)
PEZZANI ROBERT (FR)
International Classes:
H02H9/00; H02M1/08; H02M5/257; H05B39/02; H05B39/04; (IPC1-7): H05B39/02; H02H9/00; H02M5/257
Foreign References:
US4680536A1987-07-14
FR2249477A11975-05-23
US4107584A1978-08-15
Attorney, Agent or Firm:
De Beaumont, Michel (rue Champollion Grenoble, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Circuit de commande d'une charge (1) propre à tre alimentée en alternatif, du type ccmprenant un interrupteur (2) bidirectionnel et commandable par angle de phase, en série avec la charge entre deux bornes (E1, E2) d'application de l'alimenta tion alternative, caractérisé en ce qu comporte, en parallèle avec 1'interrupteur, un premier élément résistif (R), un premier condensateur (Cl) et un élément, en série avec ledit premier élé ment résistif et ledit premier condensateur, et fonctionnant, en régime établi, comme une source de tension constante (12), le point milieu (A) de l'association en série du premier élément résistif et du premier condensateur étant connecté, par linter médiaire d'un élément (4) à conduction bidirectionnelle déclen chée automatiquement quand la tension à ses bornes excède un seuil prédéterminé (Vd), à une borne (g) de commande de linter rupteur.
2. Circuit de commande selon la revendication 1, carac térisé en ce que ledit élément (12), en série avec ledit premier élément résistif et ledit premier condensateur, est constitué d'un pont de redressement (D1, D2, D3, D4) dans la diagonale duquel sont associés, en parallèle, un deuxième condensateur (C2) et un deuxième élément résistif (P').
3. Circuit de commande selon la revendication 2, carac térisé en ce que la valeur du deuxième condensateur (C2) est grande devant la valeur du premier condensateur (C1).
4. Circuit de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier élément résistif est une résis tance fixe (R), le deuxième élément résistif étant une résistance variable (P').
5. Circuit de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier élément résistif est une résis tance variable, le deuxième élément résistif étant une résistance fixe.
6. Circuit de commande selon l'une quelconque des re vendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit interrupteur bidirectionnel est un triac (2).
7. Circuit de commande selon l'une quelconque des re vendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit élément à conduc tion bidirectionnelle déclenchée automatiquement est un diac (4).
Description:
CIRCUIT DE COMMANDE D'UNE CHARGE A ALIMENTER PAR UNE TENSION ALTERNATIVE La présente invention concerne un circuit de commande d'une charge destinée à tre alimentée par une tension alterna- tive. L'invention slapplique plus particulièrement à l'alimenta- tion d'une charge destinée à tre raccordée directement sur un réseau de fourniture d'une alimentation alternative haute ten- sion, par exemple, le secteur (par exemple, 220 ou 110 volts).

Lorsqu'une charge doit tre alimentée par le réseau électrique alternatif, il se pose très souvent un problème de sur-courant à la mise sous tension. Le problème est particuliè- rement présent dans le cas d'une charge présentant, à l'allumage, une impédance faible devant son impédance en régime établi. C'est le cas, par exemple, d'une lampe de type à filament, où le fila- ment est froid lors de l'allumage, ou d'un moteur qui ne présente pas de force électromotrice au démarrage.

Un premier inconvénient d'un démarrage dit"à froid" sur une charge présentant une faible impédance par rapport à son impédance nominale est que cela réduit la durée de vie de la charge. Pour une lampe, cela crée un choc thermique au niveau du filament qui limite la durée de vie de celui-ci. On peut d'ail- leurs noter qu'une ampoule"claque"le plus souvent à l'allumage.

Pour un moteur, le sur-courant au démarrage par rapport au cou- rant nominal nuit à la durée de vie des balais.

Un autre inconvénient d'un démarrage à froid non pro- tégé pour des charges de ce type est que cela provoque souvent un phénomène de scintillement ou papillotement (flicker) des autres charges éventuellement connectées sur la mme ligne électrique.

Ce phénomène est dû aux pics de courants d'appel, répétés à cha- que alternance de la tension alternative (fréquence de 50 ou 60 Hz) tant que l'impédance de la charge na pas atteint une valeur suffisante. On voit un tel phénomène apparaître, en particulier, sur des lampes déjà allumées, lors d'un démarrage d'un moteur d'un appareil électroménager raccordé sur le mme circuit élec- trique.

Le plus souvent, dans les applications où on utilise de telles charges à faible impédance au démarrage, la première rai- son pour laquelle on cherche à associer la charge à un circuit de commande est un besoin de régler la puissance de la charge. Par exemple, il peut s'agir d'un réglage de l'intensité lumineuse pour une lampe à incandescence ou d'un réglage de la vitesse de rotation d'un moteur.

La figure 1 représente un premier exemple classique d'un variateur de puissance d'une charge 1 à alimenter en alter- natif. Le circuit de la figure 1 constitue actuellement, pour une commande en variation de puissance, un des meilleurs compromis s performances/coût.

La charge 1 est connectée, en série avec un interrup- teur bidirectionnel, le plus souvent un triac 2, entre deux bor- nes E1, E2 d'application d'une tension alternative d'alimentation Vac. La commande du triac 2 est généralement assurée en angle de phase au moyen d'un circuit 3 connecté en parallèle sur le triac 2, c'est-à-dire entre la borne E1 et le point-milieu B de llasso- ciation en série du triac avec la charge.

Le circuit 3 est constitué d'un diac 4, connecté entre la gâchette du triac 2 et le point milieu A d'une association en série d'un élément résistif variable 5 avec un condensateur C.

L'association en série de l'élément 5 et du condensateur C est connectée en parallèle sur le triac 2. L'élément résistif varia- ble 5 est, par exemple, constitué d'une résistance R connectée en série avec un potentiomètre P.

Le fonctionnement d'un circuit de commande illustré par la figure 1 est parfaitement connu. Ce fonctionnement est briève- ment rappelé ci-dessous en relation avec la figure 2 qui repré- sente un exemple de chronogramme de la tension VL aux bornes de la charge 1 en régime établi. On notera que, si la charge 1 est purement résistive, l'allure de la tension VL correspond, en ré- gime établi, également à l'allure du courant IL dans la charge.

Au début de chaque alternance de la tension d'alimenta- tion Vac, le triac 2 est bloqué et la tension VL aux bornes de la charge 1 est nulle. On suppose que la résistance R est de très forte valeur de sorte que 1'impédance de la charge 1 est négli- geable devant cette valeur. Au fur et à mesure que l'amplitude de la tension alternative croît, le condensateur C se charge à tra- vers la résistance R et le potentiomètre P. Quand la tension VAB aux bornes du condensateur C atteint la tension seuil du diac 4, celui-ci entre en conduction et un courant circule alors dans la gâchette du triac 2. A cet instant (t0, figure 2), le triac s'amorce et la tension aux bornes de la charge 1 devient la ten- sion Vac en négligeant la chute de tension dans le triac 2. A la fin de chaque alternance, le triac 2 se bloque par disparition du courant qui le traverse, et le fonctionnement décrit ci-dessus se reproduit aux alternances suivantes.

La variation de puissance par angle de phase est obte- nue en faisant varier la valeur de la résistance de l'élément 5 par une variation du potentiomètre P. En effet, plus la valeur du potentiomètre P est importante, plus le condensateur C va tre long à présenter à ses bornes une tension suffisante pour déclen- cher le diac 4, et plus l'instant t0 est tardif par rapport au début de l'alternance.

En régime établi, c'est-à-dire une fois que la charge 1 a atteint son impédance nominale, le circuit tel que représenté à la figure 1 fonctionne correctement en variation de puissance.

Toutefois, en régime transitoire, clest-à-dire soit à l'allumage soit en cas d'augmentation de la puissance de la charge par diminution de la résistance du potentiomètre P, un tel circuit présente l'inconvénient d'entraîner de forts pics de courant dans la charge. En effet, lorsque le triac 2 entre en conduction, la charge voit alors la tension du réseau, qui plus est sous une forte amplitude en raison de la modulation d'angle de phase opérée pour la variation de puissance du régime établi.

Si la charge a une impédance très faible, c'est alors presque un court-circuit sur le secteur.

Le document US-A-4680536 décrit un circuit de commande du type auquel se rapporte l'invention et basé sur le schéma de la figure 1. Par rapport au schéma de la figure 1, le circuit de ce document comprend un pont redresseur dont les bornes d'entrée sont connectées entre la borne commune de la résistance et du potentiomètre et la borne commune du triac et de la charge. Le pont comprend dans sa diagonale, une deuxième résistance, un deuxième condensateur et une diode Zener. Un tel circuit a pour but de limiter les pics de courant dans la charge à l'allumage.

Un inconvénient de ce circuit est qu'il nécessite un composant de limitation de tension (diode Zener) pour limiter la tension de la diagonale du pont (aux bornes du deuxième conden- sateur), faute de quoi cette tension pourrait atteindre la valeur crte de la tension alternative. Un autre inconvénient est que le deuxième condensateur voit quand mme une tension relativement élevée (supérieure à la tension de retournement du diac, de sorte que le circuit nécessite deux condensateurs devant supporter une tension supérieure à la tension de retournement du diac.

Un autre inconvénient commun au circuit de la figure 1 et au circuit du document US-A-4680536 est que le potentiomètre P doit tre un potentiomètre haute tension, ce qui est relativement onéreux.

La figure 3 représente un deuxième exemple classique de circuit de commande d'un triac 2 connecté en série avec une char- ge 1 à alimenter au moyen d'une tension alternative Vac. Le cir- cuit de la figure 3 vise non seulement à permettre une variation de puissance de la charge 1 en régime établi mais également à limiter le courant d'appel au démarrage, c'est-à-dire tant que l'impédance de la charge est faible devant son impédance en régime établi. Un tel circuit nécessite un bloc 6 de commande du triac proprement dit et un bloc 7 d'alimentation. En effet, le bloc 6 est généralement réalisé sous la forme d'un circuit inté- gré et nécessite donc d'tre alimenté par une tension régulée fournie par le bloc 7. Le bloc 6 est connecté en parallèle avec le triac 2, donc relié entre les bornes E1 et B du montage. Le bloc 7 est connecté aux bornes E1 et E2 d'alimentation et doit comporter une liaison de référence au noeud B. Une sortie du bloc 6 est connectée à la gâchette du triac 2 pour en assurer la commande tandis qu'une sortie du bloc 7 délivre une tension continue régulée au bloc 6.

Un montage tel qu'illustré par la figure 3 permet d'ob- tenir des résultats satisfaisants, à la fois pour la variation de puissance et pour la limitation de l'appel de courant en régime transitoire.

Toutefois, il présente l'inconvénient d'tre de consti- tution particulièrement complexe et d'un coût élevé.

La présente invention vise à proposer une nouvelle solution pour résoudre le problème du courant d'appel au démar- rage de charges devant tre alimentées par une tension alterna- tive en palliant au moins un inconvénient des solutions connues.

L'invention vise, en particulier, à proposer une solu- tion qui permette, non seulement, une variation de la puissance de la charge en régime établi, mais également, une limitation du courant d'appel alors que la charge présente une faible impédance en régime transitoire.

La présente invention vise également à proposer une solution qui soit particulièrement simple à mettre en oeuvre et

qui soit peu onéreuse par rapport aux solutions classiques à cir- cuit intégré.

L'invention vise également à minimiser le nombre de composants nécessaires à la réalisation du circuit et, en parti- culier, à éviter le recours à des composants de limitation de tension comme dans le document US-A-4680536 cité précédemment.

L'invention vise en outre à éviter le recours à deux condensateurs devant supporter une tension supérieure à la ten- sion de retournement d'un élément à conduction bidirectionnelle (diac) utilisé pour commander un interrupteur bidirectionnel (triac) commandé par angle de phase.

Pour atteindre ces objets, la présente invention pré- voit un circuit de commande d'une charge propre à tre alimentée en alternatif, du type comprenant un interrupteur bidirectionnel et commandable par angle de phase, en série avec la charge entre deux bornes d'application de l'alimentation alternative, et comportant, en parallèle avec l'interrupteur, un premier élément résistif, un premier condensateur et un élément, en série avec ledit premier élément résistif et ledit premier condensateur, et fonctionnant, en régime établi, comme une source de tension cons- tante, le point milieu de l'association en série du premier élé- ment résistif et du premier condensateur étant connecté, par l'intermédiaire d'un élément à conduction bidirectionnelle déclenchée automatiquement quand la tension à ses bornes excède un seuil prédéterminé, à une borne de commande de l'interrupteur.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'élément en série avec le premier élément résistif et le premier condensateur est constitué d'un pont de redressement dans la diagonale duquel sont associés, en parallèle, un deuxième conden- sateur et un deuxième élément résistif.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, la valeur du deuxième condensateur est grande devant la valeur du premier condensateur.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier élément résistif est une résistance fixe, le deuxième élément résistif étant une résistance variable.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier élément résistif est une résistance variable, le deuxième élément résistif étant une résistance fixe.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'interrupteur bidirectionnel est un triac.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'élément à conduction bidirectionnelle déclenchée automatique- ment est un diac.

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les figures 1 à 3 qui ont été décrites précédemment sont destinées à exposer l'état de la technique et le problème posé ; la figure 4 représente un mode de réalisation préféré d'un circuit de commande d'une charge devant tre alimentée par une tension alternative selon la présente invention ; la figure 5 est un schéma équivalent simplifié du cir- cuit de la figure 4 en régime établi ; et la figure 6 illustre, sous forme de chronogrammes, l'allure de différents tensions et courant caractéristiques du circuit de l'invention.

Les mmes éléments ont été désignés par les mmes réfé- rences aux différentes figures. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments qui sont nécessaires à la compréhension de l'inven- tion ont été représentés aux figures et seront décrits par la suite. En particulier, la charge devant tre commandée par le circuit de l'invention a été représentée de façon générique et ne sera pas détaillée selon qu'il s'agit d'une lampe, d'un moteur, ou autres.

La figure 4 représente un mode de réalisation d'un cir- cuit de commande dune charge 1 destinée à tre alimentée par une tension alternative Vac selon la présente invention.

Comme précédemment, la charge 1 est connectée en série avec un triac 2, ou tout interrupteur bidirectionnel analogue, entre deux bornes E1, E2 d'application de la tension Vac.

Le triac 2 est commandé par un circuit 10 selon l'in- vention qui, comme précédemment, est connecté en parallèle avec le triac 2, c'est-à-dire entre la borne E1 et le noeud B consti- tuant le point milieu de l'association en série de la charge 1 avec le triac 2. Le circuit 10 comporte une sortie reliée à la gâchette g du triac 2.

Le circuit 10 de l'invention est propre à commander le triac 2 par angle de phase comme un circuit classique tel que représenté à la figure 1. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la gâchette g du triac 2 (ou la borne de commande d'un composant analogue) est reliée à une pre- mière borne d'un diac 4 (ou tout autre composant à conduction bi- directionnelle déclenchée automatiquement quand la tension à ses bornes excède un seuil prédéterminé), dont une deuxième borne A est connectée au point milieu d'une association en série d'un élément résistif R avec un élément capacitif 11.

Une caractéristique du mode de réalisation de la figure 4 est que l'élément résistif R est constitué d'une résistance fixe de forte valeur.

Une autre caractéristique de ce mode de réalisation est que l'élément capacitif 11, connecté entre les noeuds A et B, est rendu variable. Ainsi, fonctionnellement, on prévoit de faire varier, non plus la résistance comme dans un circuit classique tel que représenté à la figure 1, mais l'élément capacitif, pour fixer la puissance d'alimentation de la charge en régime établi.

On notera dès à présent un premier avantage de la pré- sente invention qui est que le seul composant capacitif ou résis- tif haute tension du circuit est désormais l'élément résistif reliant les bornes E1 et A. Dans le mode de réalisation de la

figure 4,1 1 invention apporte alors déjà une amélioration par rapport au circuit classique de la figure 1, mme pour un fonc- tionnement en régime établi, qui est d'éviter le recours à un potentiomètre haute tension (P, figure 1).

Une première solution pour réaliser un élément capaci- tif variable serait d'utiliser un condensateur variable. Toute- fois, un tel composant est particulièrement onéreux surtout dans la mesure où il doit tre bidirectionnel. De plus, l'utilisation d'un simple condensateur variable ne permettrait pas de résoudre un autre objectif de la présente invention qui est de limiter le courant dappel lors des régimes transitoires d'allumage du cir- cuit.

Une caractéristique de la présente invention est de prévoir, en parallèle sur le diac 4 ou analogue, un condensateur Cl en série avec un circuit constituant fonctionnellement une "source de tensionn variable prenant une valeur fixée en régime établi. Cette caractéristique de l'invention est illustrée par la figure 5 qui représente le schéma équivalent d'un circuit de commande selon l'invention en régime établi. La représentation de la figure 5 est schématique et approximative en ce sens que la source 12, fixant en régime établi une tension VO fonction de la puissance souhaitée pour la charge, est bidirectionnelle.

Cette"source de tension"est, selon l'invention, réa- lisée au moyen d'un condensateur C2 (figure 4) monté en parallèle avec, de préférence, un potentiomètre P entre deux bornes 13,14 de sortie redressée d'un pont de diodes D1, D2, D3 et D4 connecté en série avec le condensateur Cl (cest-à-dire dont les deux bornes 15,16 d'entrée alternative sont connectées entre le condensateur Cl et le noeud B).

Selon la présente invention, le condensateur C2 est de forte valeur par rapport au condensateur Cl pour, en régime éta- bli, maintenir une tension sensiblement constante, au moins sur la durée d'une alternance. Ainsi, le condensateur C2 applique une tension de décalage vo au condensateur Cl qui est approximative- ment constante sur la durée d'une alternance de l'alimentation

alternative. Le rôle des diodes Dl, D2, D3, D4 est de rendre le fonctionnement bidirectionnel. Le rôle du potentiomètre P'de ce mode de réalisation est de modifier la valeur de la tension de décalage.

Grâce à l'emploi du condensateur C2, cette tension de décalage est rendue progressive, comme on le verra par la suite, lors des changements de puissance d'alimentation de la charge.

Le fonctionnement du circuit de l'invention sera décrit ci-après en relation avec la figure 6 qui illustre, sous forme de chronogrammes, un exemple d'allure des tensions Vac, Vr et V aux bornes des condensateurs Cl et C2, et du courant I prélevé sur l'alimentation alternative. Les chronogrammes de la figure 6 représente quatre phases successives de fonctionnement. Une pre- mière phase T1 correspond à une phase de démarrage ou de mise sous tension de la charge. Une deuxième phase N1 correspond à une première phase de régime établi pour une première puissance de fonctionnement de la charge. Une troisième phase T2 correspond à une phase transitoire de changement de régime de la charge, c'est-à-dire de modification de la puissance d'alimentation de la charge par modification de l'angle de phase de fermeture du triac 2. Une quatrième phase N2 correspond à un deuxième exemple de ré- gime établi à l'issu du changement de puissance de la phase pré- édente. On notera que, dans les chronogrammes de la figure 6, l'échelle temporelle est différente dans les différentes phases.

La référence correspond à la tension alternative Vac d'alimenta- tion qui est elle de période T fixe.

Au démarrage (phase T1), la tension VC2 étant initiale- ment nulle, le temps nécessaire pour charger le condensateur Cl à la valeur Vd-Vc2, où Vd représente la tension seuil du diac 4, est grand. En fonction des valeurs de la résistance R, du poten- tiomètre P et des condensateurs Cl et C2, il est possible que pendant les premières alternances du secteur, le condensateur Cl n'ait pas le temps d'atteindre le seuil nécessaire au déclenche- ment du diac 4, donc du triac 2. Le condensateur C2 se charge alors progressivement, ce qui a pour effet de diminuer progres-

sivement le temps nécessaire pour que le condensateur Cl atteigne la tension seuil Vd-Vc2. Ainsi, pendant la phase de démarrage T1, la tension VC2 augmente progressivement jusqu'à atteindre la va- leur VO choisie pour le régime établi. A l'inverse, l'angle de phase diminue progressivement jusqu'à atteindre l'angle de phase choisi pour le régime établi. Comme l'angle de phase est très grand au départ, il ne se produit pas de pic de courant à l'allumage, alors mme que l'impédance de la charge est faible.

Le courant I croit progressivement sur plusieurs alter- nances jusqu'à atteindre le courant nominal. Par exemple, pour une lampe, cette croissance progressive permet de chauffer pro- gressivement le filament.

En régime établi du condensateur C2 (phase N1 ou N2), c'est-à-dire lorsque la tension VC2 est devenue constante, la valeur (VO ou VO') de la tension VC2 est fixée par la valeur du potentiomètre P'.

Quand la tension Vac est suffisante pour que les diodes du pont entrent en conduction en fonction de la tension accumulée par le condensateur C2, le condensateur Cl se charge (instant tl). Lorsque la tension Vcl atteint, en valeur absolue, la ten- sion seuil Vd du diac 4, diminuée de la tension VO ou V0 pré- chargée dans le condensateur C2, le triac 2 entre en conduction (instant t2) et le courant I dans la charge 1 (donc prélevé sur le secteur) croit jusqu'au sommet de l'alternance (instant t3).

Le courant I décroît avec l'alternance jusqu'à s'annuler au pas- sage par zéro de l'alternance (instant t4), où le triac 2 se blo- que par disparition du courant qui le traverse.

Le condensateur Cl reste chargé à la valeur vd-VO ou -(Vd-V0) jusquà lalternance suivante, et le mme fonctionnement se reproduit, le condensateur Cl se chargeant depuis la valeur Vd-VO jusquà une valeur- (Vd-VO) ou inversement.

On notera que, à la différence du document US-A-4680536 ou le condensateur du pont est préchargé pour charger le conden- sateur externe (C, figure 1) à la tension de retournement du diac, 1'invention prévoit une charge en série des condensateurs

Cl et C2 (le condensateur Cl étant chargé à travers le conden- sateur C2) à la tension de retournement du diac 4.

Comme 1'illustre la figure 6 entre les phases N1 et N2, une modification de la valeur VO en VO'conduit à une modifica- tion de la puissance dans la charge. Dans l'exemple représenté, on suppose que la valeur V0'est inférieure dans la phase N2 par rapport à la valeur VO de la phase N1. I1 en découle que le condensateur Cl est, à chaque alternance, préchargé à une valeur Vd-V01,-(Vd-V0') qui, en valeur absolue, est supérieure dans la phase N2 par rapport à son niveau de précharge dans la phase N1.

Par conséquent, le condensateur Cl est plus long à atteindre le niveau nécessaire au retournement du diac 4, donc à la mise en conduction du triac (instant t'2). Il en découle que la période t3-t'2 séparant le sommet de l'alternance de la mise en conduc- tion du triac est plus courte, donc la puissance délivrée est moindre.

Le réglage de la tension de décalage V (VO ou VO'), donc de l'angle d'amorçage se fait par le potentiomètre P'. Lors- que la valeur de la résistance du potentiomètre P diminue, la valeur de la tension VC2 en régime établi diminue.

En régime établi, la relation entre l'angle d'amorçage d du triac 4 et les différents paramètres du circuit peut, en première approximation, s'exprimer par : Cos (d) = 1-4svdClR/(4Rp'Cl+T) VM, où VM représente la tension crte de l'alimentation alternative Vac et où Rp'représente la résistance du potentiomètre Pg (et de sa résistance talon éventuelle).

La relation ci-dessus montre que le réglage de l'angle de phase pourrait également se faire par la résistance R comme dans le cas classique de la figure 1. Par conséquent, selon un autre mode de réalisation de llinvention, l'élément résistif reliant les bornes E1 et A est un potentiomètre et le poten- tiomètre P (figure 4) est remplacé par une résistance fixe. Le fonctionnement se déduit de celui exposé ci-dessus. Le potentio- mètre est toutefois alors un potentiomètre haute tension alors

que le potentiomètre P du mode de réalisation préféré de la figure 4 ne voit qu'une basse tension, par exemple, inférieure à 50 volts. De plus, pour faire varier l'angle de phase d d'un facteur 10, il faut alors faire varier la valeur de la résistance R d'un facteur 10, ce qui a pour conséquence de faire varier le temps de démarrage dans des proportions plus importantes que dans le mode de réalisation de la figure 4, c'est-à-dire d'allonger la durée de la phase T1 nécessaire pour atteindre un régime établi.

Ce dernier point peut cependant tre préféré pour certaines applications.

On notera que la valeur du condensateur C2 n'intervient pas en première approximation, ce dernier conditionnant essen- tiellement la durée des phases transitoires.

Le changement de régime (puissance) est illustré par la phase T2 dans laquelle on suppose qu'à un instant t6, la valeur du potentiomètre P est modifiée pour conduire à une modification de la valeur chargée dans le condensateur C2 depuis la valeur VO vers une valeur inférieure Vol. Comme pour le démarrage (phase Tl), le condensateur C2 met plusieurs alternances pour atteindre cette nouvelle valeur (VO'). Il en découle que ce changement de régime s'effectue sans pic de courant néfaste à la durée de vie de la charge.

Un avantage de la présente invention est qu'elle allie une bonne limitation de l'appel de courant au démarrage ou en changement de régime tout en permettant une variation de puissan- ce de la charge au moyen d'une variation d'un élément résistif.

La limitation des pics de courants successifs en régime transitoire limite les perturbations du secteur et supprime le scintillement ou papillotement des autres charges éventuelles.

Un autre avantage de la présente invention est qu'elle ne nécessite aucune alimentation basse tension régulée comme dans le cas classique de la figure 3 pour alimenter un circuit inté- gré.

Un autre avantage de 1'invention est qu'elle minimise le nombre de composants nécessaires. En particulier, elle ne

requiert pas d'élément de limitation de tension dans la diagonale du pont, contrairement au document US-A-4680536. Cet avantage est lié, au fait que, selon l'invention, l'élément formant source de tension est en série avec l'élément résistif R et le condensateur Cl alors que, selon le document susmentionné, le pont est en parallèle avec le condensateur C (figure 1).

On notera que le potentiomètre Pw (ou la résistance fixe le remplaçant) sert également à décharger le condensateur C2 pour permettre une réinitialisation rapide du circuit lorsque l'on coupe l'alimentation. Cette condition est nécessaire pour que le condensateur C2 puisse jouer son rôle amortisseur à l'allumage suivant.

La détermination des valeurs à donner aux différents composants de l'invention s'effectue en fonction de llapplica- tion, des caractéristiques de la charge et du fonctionnement sou- haité.

On notera qu'une première constante de temps liée au démarrage du circuit est fixée essentiellement par les valeurs respectives de la résistance R et du condensateur C2. Cette cons- tante de temps doit tre la plus constante possible mme si on fait varier l'angle de phase, c'est-à-dire la tension Vu2. par conséquent, on cherche à ce quelle dépende peu de la valeur du potentiomètre Pt. De préférence, on choisira une résistance R élevée pour limiter la dissipation du circuit. En effet, cette résistance R voit la haute tension du secteur.

La première constante de temps est fixée, en fonction de la charge, pour éviter les sur-courants néfastes. Dans certai- nes applications, par exemple la commande de lampe, on cherchera cependant à rendre les périodes transitoires le moins perceptible possible pour l'utilisateur, donc une constante de temps pas trop grande.

Une deuxième constante de temps, fixée essentiellement par les valeurs du potentiomètre P et du condensateur C2, condi- tionne la durée dlextinction, c'est-à-dire de réinitialisation du circuit. De préférence, on cherche à rendre cette constante de

temps la plus faible possible, pour que le circuit remplisse son rôle mme en cas d'allumages successifs rapprochés.

On notera que le condensateur Cl doit tre bidirection- nel. Toutefois, un condensateur basse tension suffit. De préfé- rence, on choisira une valeur inférieure à 10 yF pour des raisons de coût et d'encombrement. On notera également que le condensa- teur C2, dont la valeur est plus importante (plusieurs centaines de pF), pourra tre un condensateur chimique (unidirectionnel).

De plus, la tension vue par les condensateurs Cl et C2 est indi- viduellement inférieure à la tension de retournement du diac 4.

En effet, c'est l'association en série C1+C2 qui est, selon l'invention, chargée à la tension de retournement du diac. En outre, par les valeurs des condensateurs Cl et C2 préférées, la tension crte aux bornes du condensateur Cl est supérieure à la tension aux bornes du condensateur C2 qui peut donc tre de plus basse tension.

A titre d'exemple particulier de réalisation, un cir- cuit tel qu'illustré par la figure 4 peut tre réalisé en utili- sant, pour les différents composants, les valeurs : R = 15 ka Cl = 2 pF C2 = 300 pF et P'= 25 kn variable, avec résistance talon de 820 Q.

Avec de tels composants, on obtint, par exemple avec un moteur de type moteur d'aspirateur et pour une alimentation secteur de 220 volts/50 Hz, une durée de phase de démarrage T1 de l'ordre de 2 secondes, un comportement correct aux allumages et extinctions successives, et un réglage de puissance progressive en faisant varier l'angle de phase d de 2 ms à 10 ms.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le dimensionnement des différents compo- sants de 1invention est à la portée de l'homme du métier pourvu qu'il respecte les indications fonctionnelles données ci-dessus.