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1. WO2020109364 - PROTECTION DEVICE FOR AN ELECTRIC CIRCUIT, ELECTRIC CIRCUIT EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE, AND METHOD FOR PROTECTING SUCH AN ELECTRIC CIRCUIT

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[ FR ]

DESCRIPTION

TITRE : Dispositif de protection pour un circuit électrique, circuit électrique équipé d’un tel dispositif et procédé de protection d’un tel circuit électrique

La présente invention concerne un dispositif de protection pour un circuit électrique, ainsi qu’un circuit électrique équipé d’un tel dispositif de protection. Enfin, l’invention concerne un procédé de protection d’un tel circuit électrique.

Dans le domaine de protection d’un circuit électrique, il est connu d’utiliser un dispositif ou un composant électrique de protection apte à ouvrir le circuit électrique lorsque celui-ci est traversé par un courant électrique de défaut, tel qu’un courant de surcharge ou un courant de court-circuit.

A ce sujet, plusieurs dispositifs de protection existent, comme les fusibles. De façon connue, un fusible est un dipôle qui utilise l’effet Joule du courant électrique qui le traverse pour, en cas de surintensité, faire fondre un conducteur électrique qui ouvre le circuit électrique et empêche ainsi le courant électrique de circuler. Les fusibles sont dimensionnés en fonction de l’intensité du courant de défaut que le système doit protéger, ainsi que son temps d’ouverture. On connaît également des coupe-circuits pyrotechniques, aussi nommés « interrupteur pyroélectrique » ou bien « pyroswitch » en langue anglaise.

Toutefois, le coupe-circuit pyrotechnique nécessite un circuit de commande apte à fournir la commande de coupure. Un tel circuit de commande peut être complexe et comporter, par exemple, un capteur de courant, une unité de traitement de données et un microcontrôleur. Ainsi, le circuit de commande nécessite d’être alimenté par une source d’alimentation externe. Le dispositif de protection formé par l’interrupteur pyroélectrique et son circuit de commande n’est pas autonome et engendre un coût et un encombrement supérieurs, notamment à cause de la source d’alimentation externe.

C’est à ces inconvénients qu’entend plus particulièrement remédier l’invention en proposant un nouveau dispositif de protection pour un circuit électrique qui s’avère autonome, tout en réduisant les coûts de production.

Dans cet esprit, l’invention concerne un dispositif de protection pour un circuit électrique configuré pour transmettre un courant électrique, le dispositif de protection comprenant :

- un premier conducteur,

- un second conducteur,

- au moins un composant de coupure d’un courant électrique, le composant de coupure comportant une zone de commande, apte à recevoir un signal de déclenchement, et une zone de puissance pour le passage du courant électrique, et

- un circuit de commande configuré pour élaborer et transmettre le signal de déclenchement à la zone de commande de l’interrupteur pyroélectrique, le dispositif comprenant, en outre, un fusible raccordé en série entre le premier conducteur et le composant de coupure de telle sorte que le courant circulant au travers du fusible passe intégralement par la zone de puissance du composant de coupure lorsque la zone de puissance est dans un état autorisant le passage du courant, le fusible étant apte fournir une tension d’alimentation au circuit de commande ,

et en ce que le circuit de commande est raccordé entre le fusible et la zone de commande du composant de coupure.

Grâce à l’invention, le fusible fournit une information de présence d’un courant électrique de défaut et la tension d’alimentation nécessaire pour le fonctionnement du circuit de commande. Le circuit de commande se charge de générer et transmettre le signal de déclenchement au composant de coupure. Le dispositif de protection a un coût de production et un encombrement faibles, car il ne nécessite pas de source d’alimentation externe pour le déclenchement du composant de coupure. Le dispositif de protection permet ainsi la récupération de l’énergie électrique générée par la fusion du fusible. De plus, le dispositif de protection selon l’invention induit des pertes de puissance très faibles et des prestations de coupure améliorées.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel dispositif de protection comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toute combinaison techniquement admissible :

- le courant de coupure du fusible est égal à une valeur nominale de courant électrique, cette valeur nominale de courant étant définie comme étant la valeur maximale du courant prévu pour circuler dans le dispositif de protection en fonctionnement normal.

- la tension de coupure du fusible est au moins quatre fois inférieure ou égale à la valeur nominale de tension électrique appliquée aux bornes du dispositif de protection.

- le dispositif est configuré pour être successivement dans une configuration de fermeture où le fusible n’est pas fondu, une première configuration intermédiaire où le fusible est mis en fusion et la tension d’alimentation est fournie au circuit de commande, une deuxième configuration intermédiaire où le composant de coupure est déclenché, et une configuration d’ouverture où le fusible est fondu.

- le dispositif comprend au moins deux composants de coupure raccordés en parallèle au fusible entre le premier conducteur et le second conducteur, de telle sorte que le courant circulant au travers du fusible soit intégralement partagé entre les zones de puissance respectives des au moins deux composants de coupure lorsque ces zones de puissance sont dans un état autorisant le passage du courant.

- le dispositif comprend au moins deux composants de coupure raccordés en série entre le premier conducteur et le second conducteur, de telle sorte que le courant circulant au travers du fusible circule également dans les zones de puissance respectives des au moins deux composants de coupure lorsque ces zones de puissance sont dans un état autorisant le passage du courant.

- le circuit de commande comporte un potentiomètre apte à contrôler le signal de déclenchement transmis à la zone de commande du composant de coupure.

- le dispositif comporte en outre un système de diagnostic comprenant :

- un premier capteur pour mesurer le courant qui circule dans la zone de commande ;

- un deuxième capteur pour mesurer le courant qui circule dans la zone de puissance ;

- une unité électronique de traitement programmée pour comparer les valeurs de courant mesurées par le premier capteur et le deuxième capteur et pour détecter une défaillance du dispositif de protection en fonction des valeurs de courant mesurées.

L’invention concerne également un circuit électrique configuré pour être alimenté par un courant électrique, le circuit électrique étant équipé d’un dispositif de protection conforme à l’invention.

Enfin, l’invention concerne un procédé de protection d’un circuit électrique selon l’invention, le procédé comportant, au moins, des étapes de :

a) mise en fusion du fusible provoquée par un courant électrique de défaut et alimentation du circuit de commande, le courant électrique de défaut s’écoulant intégralement au travers de la zone de puissance ;

b) transmission, à l’aide du circuit de commande, du signal de déclenchement au composant de coupure,

c) déclenchement du composant de coupure et coupure de la zone de puissance du composant de coupure.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, lors de l’étape a), la tension d’alimentation du circuit de commande est générée par un arc électrique qui s’installe aux bornes du fusible.

L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d’un dispositif de protection, d’un circuit électrique et d’un procédé conformes à l’invention, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

[Fig 1] La figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif de protection conforme à l’invention et d’un circuit électrique comportant ce dispositif de protection ;

[Fig 2] La figure 2 est une représentation schématique du dispositif de protection à la figure 1 , lorsqu’un fusible est fondu ;

[Fig 3] La figure 3 est une représentation analogue à la figure 2, lorsque le composant de coupure est ouvert ;

[Fig 4] La figure 4 est un schéma blocs d’un procédé de protection conforme à l’invention ; et

[Fig 5] La figure 5 est une représentation analogue à la figure 1 , pour un dispositif de protection et un circuit conformes à un deuxième mode de réalisation de l’invention.

[Fig 6] La figure 6 est une représentation schématique d’un dispositif de protection et d’un circuit électrique comportant ce dispositif de protection, selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;

[Fig 7] La figure 7 est une représentation schématique d’un dispositif de protection et d’un circuit électrique comportant ce dispositif de protection, selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;

[Fig 8] La figure 8 est une représentation analogue à la figure 1 , pour un dispositif de protection et un circuit conformes à un autre mode de réalisation de l’invention. A la figure 1 , est représenté un circuit électrique 1 configuré pour être alimenté par un courant électrique I et équipé d’un dispositif de protection 2. Le circuit électrique 1 comprend une charge 3 et est destiné à être raccordé à une source non représentée de courant, continu ou alternatif en fonction de la charge 3. Le dispositif de protection 2 est apte à ouvrir le circuit électrique 1 lorsque celui-ci est traversé par un courant électrique de défaut. On considère un courant électrique de défaut tout courant électrique I ayant une intensité supérieure ou égale à une valeur nominale de courant ln, aussi nommée courant nominal ln. Cette valeur nominale de courant ln est définie comme étant la valeur maximale du courant prévu pour circuler dans le dispositif de protection 2 en fonctionnement normal. Elle est prédéterminée en fonction de la nature du circuit électrique 1. Ainsi, dans la description qui va suivre, le courant électrique de défaut est défini comme la somme ln + ld, où ld désigne un surcourant. La différence de potentiel

électrique maximale qui peut être appliquée entre les bornes du dispositif de protection 2 en alimentant la charge 3, sans coupure par le dispositif de protection 2, est nommée valeur nominale de tension et notée Vn dans ce qui suit. Cette valeur nominale de tension est également déterminée en fonction de la nature du circuit électrique. Le choix des valeurs de courant nominal ln et de la valeur nominale de tension Vn dépend de la nature de la charge 3 à protéger.

Le courant électrique de défaut L est, par exemple, un courant de surcharge ou un courant de court-circuit et constitue un risque pour la charge 3 du circuit électrique 1 . Le dispositif de protection 2 comprend un premier conducteur 4 et un second conducteur 6. Dans cet exemple, le premier conducteur 4 forme un conducteur d’entrée du courant électrique, et le second conducteur 6 forme un conducteur de sortie du courant électrique. La charge 3 est raccordée au conducteur de sortie. Les conducteurs 4 et 6 sont configurés pour raccorder le dispositif de protection 2 au reste du circuit électrique 1 et ainsi pour le passage de tout courant électrique. En régime de fonctionnement normal, c’est-à-dire en l’absence de courant électrique de défaut, le courant électrique I qui circule entre les conducteurs 4 et 6 est inférieur ou égal à la valeur nominale de courant ln et la tension électrique aux bornes des conducteurs 4 et 6 est inférieure ou égale à la valeur nominale de tension Vn.

Le dispositif de protection 2 comprend également un fusible 10 raccordé électriquement en série entre les conducteurs 4 et 6, ainsi qu’un composant de coupure 12 d’un courant électrique et un circuit de commande 14. Le fusible 10 est raccordé en série entre le conducteur d’entrée 4 et l’interrupteur pyrotechnique 12. On note 5 un conducteur intermédiaire reliant le fusible 10 et le composant de coupure 12 entre eux, qui est donc intercalé entre les conducteurs 4 et 6.

De façon connue, un fusible est un dipôle dont les bornes sont raccordées électriquement entre elles uniquement par un élément conducteur qui est apte à être détruit, généralement par fusion due à l’effet Joule, lorsqu’il est traversé par un courant électrique qui dépasse une valeur seuil. Cette valeur seuil est ici nommée « courant de coupure ». La tension de coupure d’un fusible, nommée « rated voltage » en langue anglaise, est ici définie comme étant la valeur de tension électrique aux bornes du fusible à partir de laquelle le fusible ne peut pas interrompre le passage du courant lorsque l’élément conducteur a été détruit. Lorsqu’un fusible a commencé à fondre, si une tension supérieure à cette tension de coupure est appliquée entre ses bornes, alors un arc électrique se forme entre ces bornes et y perdure, autorisant la circulation d’un courant électrique.

Dans ce qui suit, un fusible est dit être « fondu » lorsque l’élément conducteur a été détruit et qu’aucun arc électrique ne peut se former compte tenu des valeurs des tensions électriques présentes dans le circuit électrique 1 . Il forme alors un circuit électriquement ouvert au travers duquel aucun courant électrique ne peut circuler. Un fusible est dit être « en train de fondre » lorsque le courant électrique le traversant a dépassé le courant de coupure, entraînant un début de fusion de l’élément conducteur, mais que la tension électrique à ses bornes est supérieure à la tension de coupure de ce fusible, entraînant l’apparition d’un arc électrique entre ses bornes. L’arc électrique perdure tant que le fusible est en train de fondre.

Le courant de coupure ho du fusible 10 est égal, en pratique à 1% ou 3% près, à la valeur nominale ln.

La tension de coupure Vio du fusible 10 est nettement inférieure à la valeur nominale Vn. Par « nettement », on entend que la tension de coupure est au moins quatre fois, par exemple cinq fois ou dix fois inférieure à la valeur nominale Vn.

Le composant de coupure 12 est un dispositif électrique commandable configuré pour interrompre la circulation d’un courant électrique en réponse à un signal de commande.

Le composant de coupure 12 comporte une première zone 16 et une deuxième zone 18.

La première zone 16 est dite zone de commande et est apte à recevoir un signal de déclenchement S. La deuxième zone 18 est dite zone de puissance.

La zone de puissance 18 est la partie du composant de coupure 12 électriquement raccordée en parallèle au premier fusible 8. Elle est configurée pour le passage du courant électrique I qui alimente le circuit électrique 1 .

Le fusible 10 est raccordé en série entre le premier conducteur 4 et le composant de coupure 12 de telle sorte que le courant I circulant au travers du fusible 10 passe intégralement par la zone de puissance 18 du composant de coupure 12 lorsque la zone de puissance 18 est dans un état autorisant le passage du courant.

En d’autres termes, aucun autre élément n’est ici connecté en série avec le fusible 10 en parallèle de la zone de puissance 18, de sorte que le courant I ne peut pas s’écouler ailleurs qu’au travers de la zone de puissance 18.

En pratique, dans le cas où un courant électrique supérieur au courant nominal ln traverse le dispositif de protection 2, le fusible 10 commence à fondre et un arc électrique A, comme visible à la figure 2, commence à apparaître entre ses bornes.

Selon des modes de réalisation, plus particulièrement décrits ci-après à titre d’exemples illustratifs et non nécessairement limitatifs, le composant de coupure 12 est un interrupteur pyrotechnique 12.

Toutefois, en variante, le composant de coupure 12 peut être réalisé différemment et la description faite ci-après est transposable au cas plus général d’un interrupteur quelconque.

Par exemple, en variante, le composant de coupure 12 est un interrupteur tel qu’un disjoncteur ou un contacteur. Dans ce cas, la zone de puissance 18 correspond à une zone de coupure à contacts séparables, et la zone de commande 16 correspond à un mécanisme de déclenchement apte à être commandé par une tension électrique pour ouvrir les contacts de la zone de puissance 18.

La zone de commande 16 de l’interrupteur pyroélectrique 12 comporte une résistance 20 apte à chauffer lorsqu’elle est traversée par un courant électrique. De façon connue en soi, l’interrupteur pyroélectrique comporte également un agent explosif non représenté, par exemple une poudre explosive, et un élément de coupure, tel qu’un piston ou une guillotine. L’élément de coupure, qui n’est pas représenté, est réalisé en matériau électriquement isolant, par exemple en plastique. Il est apte à couper la zone de puissance 18. En pratique, lorsque la résistance 20 de la zone de commande 16 est traversée par un courant électrique, la résistance 20 chauffe et déclenche la détonation de l’agent explosif qui fait basculer l’élément de coupure d’une première position où il est éloigné de la zone de puissance 18 à une deuxième position où il coupe la zone de puissance 18 de façon à interrompre le passage de courant électrique dans le circuit électrique 1.

Le circuit de commande 14 est configuré pour élaborer et transmettre le signal de déclenchement S à la zone de commande 16 de l’interrupteur pyroélectrique 12. Le circuit de commande 14 est raccordé entre le fusible 10 et la zone de commande 16. En pratique, le signal de déclenchement S élaboré par le circuit de commande 14 est un courant électrique ls de déclenchement qui est transmis à la zone de commande 16. Ainsi, le courant de déclenchement ls traverse la résistance 20 et déclenche l’interrupteur pyroélectrique 12.

De façon connue, le circuit de commande 14 peut comporter un ou plusieurs composants électriques actifs et/ou passifs pour la génération et la transmission du signal de déclenchement S. En particulier, le circuit de commande 14 ne comporte pas de source d’alimentation interne.

Selon une variante qui n’est pas représentée aux figures, le circuit de commande

14 comporte un potentiomètre apte à contrôler le courant de déclenchement ls transmis à l’interrupteur pyroélectrique 12. En pratique, le potentiomètre est configuré pour moduler l’intensité du courant électrique ls qui est fourni à la zone de commande 16 de l’interrupteur pyroélectrique 12. Ainsi, le potentiomètre du circuit de commande 14 est configuré pour contrôler la vitesse d’ouverture de l’interrupteur pyroélectrique 12.

Ainsi, le dispositif de protection 2 est configuré pour être dans différentes configurations C1 , C2, et C3, à savoir une configuration de fermeture C1 , une première configuration intermédiaire C2 et une configuration d’ouverture C3.

Dans la configuration de fermeture C1 représentée à la figure 1 , le courant électrique I qui alimente le circuit électrique 1 est inférieur au courant nominal ln et donc le fusible 10 n’est pas fondu.

Dans la configuration intermédiaire C2 représentée à la figure 2, le courant électrique I qui alimente le circuit électrique 1 est supérieur à la valeur de seuil ln. Le fusible 10 commence alors à fondre, et l’arc électrique A apparaît entre ses bornes. Cet arc électrique A cause l’apparition d’une tension électrique d’alimentation V, qui est alors fournie au circuit de commande 14. En effet, la tension de coupure Vio du fusible 10 est choisie de façon à ce que l’arc électrique A reste présent entre ses bornes pendant qu’il est en train de fondre, tant que le courant I circule.

Dans la configuration d’ouverture C3 représentée à la figure 3, l’interrupteur pyroélectrique 12 est déclenché. Le circuit de commande 14, alimenté par la tension V, élabore à partir de cette tension V et transmet le signal de déclenchement S, sous la forme du courant ls, à la résistance électrique 20 de la zone de commande 16, en déclenchant l’interrupteur pyroélectrique 12 qui ouvre rapidement la zone de puissance 18.

A la figure 1 , le circuit de commande 14 est représenté comme un « boîtier » raccordé entre le fusible 10 et la zone de commande 16. Aux figures 2 et 3, le circuit de commande 14 est représenté par une résistance électrique 140, pour les raisons développées ci-dessous. La résistance électrique 140 est soumise à la tension d’alimentation V générée aux bornes du fusible 10. Ici, la valeur de la résistance 20 est inférieure à dix fois ou à cent fois la valeur de la résistance 140. C’est donc la valeur de la résistance 140 qui dimensionne la valeur du courant ls transmis à la zone de commande 16. En effet, indépendamment des composants électriques du circuit de commande 14, celui-ci peut être représenté électriquement par une simple résistance 140 dans un schéma électrique, comme c’est le cas aux figures 2 et 3. Dans les schémas des figures 2 et 3, la résistance électrique 140 est raccordée électriquement en série avec la résistance électrique 20. L’ensemble formé par la résistance 20 et la résistance 140 est raccordé électriquement en parallèle avec le fusible.

Un procédé de protection du circuit électrique 1 , équipé du dispositif de protection 2, est mis en œuvre lorsqu’un courant électrique I supérieur au courant nominal ln survient dans le circuit électrique 1 et traverse le dispositif de protection 2. Dans ce cas, le surcourant ld est strictement supérieur à zéro. Par défaut, le dispositif de protection 2 est dans la configuration de fermeture C1 , puisque le courant électrique I alimente le circuit électrique 1 et le fusible 10 n’est pas fondu. Le procédé de protection est décrit ci-dessous.

Au début de ce procédé, et au cours d’une étape initiale a), un défaut survient dans l’alimentation du circuit électrique 1 et le courant électrique traverse le dispositif de protection 2. A cause du courant électrique, et dans un intervalle de temps prédéterminé par le calibre du fusible 10, le fusible 10 commence à fondre et l’arc électrique A s’installe aux bornes du fusible 10. Comme mentionné ci-dessus, le fusible 10 est dimensionné de façon à ce que l’arc électrique A reste présent entre ses bornes pendant qu’il est en train de fondre, tant que le courant I est présent, ce qui génère la tension d’alimentation V et assure le passage du courant. Cette tension V est utilisée pour alimenter le circuit de commande 14. A l’issue de l’étape a), le dispositif de protection 2 est dans sa première configuration intermédiaire C2 où le fusible 10 est en train de fondre et la tension d’alimentation V est fournie au circuit de commande 14. Comme mentionné ci-dessus, puisque le circuit de commande 14 est un circuit passif, la tension d’alimentation V fournie par le fusible 10 représente la seule source d’alimentation du circuit de commande 14 nécessaire pour le fonctionnement de celui-ci. Ainsi, lors de l’étape a), le procédé comporte la mise en fusion du fusible 10 provoquée par le courant électrique I supérieur à ln et l’alimentation du circuit de commande 14. Pendant cette étape a), le courant électrique de défaut s’écoule intégralement au travers de la zone de puissance 18, puisqu’aucun autre élément n’est ici connecté en série avec le fusible 10 en parallèle de la zone de puissance 18, comme expliqué ci-dessus.

Le procédé comporte ensuite une étape b) dans laquelle le circuit de commande 14 élabore le signal de déclenchement S, qui correspond au courant électrique de déclenchement ls. Ensuite, le circuit de commande 14 transmet ce courant de déclenchement ls à l’interrupteur pyroélectrique 12, en particulier à la zone de commande 16 de l’interrupteur pyroélectrique 12. Puisque l’arc électrique A est toujours présent aux bornes du fusible 10, le courant électrique de défaut traverse encore la zone de puissance 18 de l’interrupteur pyroélectrique 12. Lors de l’étape b), le procédé comporte la transmission, à l’aide du circuit de commande 14, du signal de déclenchement S à l’interrupteur pyroélectrique 12.

Ensuite, le procédé comporte une étape c) qui comporte le déclenchement de l’interrupteur pyroélectrique 12 et la coupure de la zone de puissance 18 de l’interrupteur pyroélectrique 12. En pratique, le courant électrique ls traverse la résistance électrique 20 de la zone de commande 16 qui se réchauffe et déclenche la détonation de l’agent explosif de l’interrupteur pyroélectrique 12. Comme expliqué ci-dessus, la détonation de l’agent explosif fait basculer l’élément de coupure de sa première position vers sa deuxième position de façon à couper la zone de puissance 18 de l’interrupteur pyroélectrique 12. A l’issue de l’étape c), le dispositif de protection 2 se trouve dans sa configuration d’ouverture C3 où l’interrupteur pyroélectrique 12 est déclenché, la zone de puissance 18 est ouverte.

Dans les exemples ci-dessus du fait qu’aucun élément, notamment aucun second fusible, n’est connecté en parallèle avec la zone de puissance 18 et en série avec le fusible 10, alors la fiabilité du dispositif de protection 2 est améliorée puisqu’on ne court pas le risque que cet élément, notamment ce second fusible, ne subisse une défaillance pouvant compromettre le bon fonctionnement du dispositif de protection 2. De plus, le nombre de pièces est réduit, ce qui facilite la construction du dispositif de protection 2.

La figure 5 montre un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les éléments du dispositif de protection 2 de ce mode de réalisation qui sont analogues à ceux du premier mode portent les mêmes références et ne sont pas décrits en détails dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être transposée.

Le dispositif de protection 2 selon ce deuxième mode de réalisation comprend deux composants de coupure 12A et 12B. Les deux composants de coupure 12A et 12B sont raccordés en parallèle entre le conducteur d’entrée 4 et le conducteur de sortie 6 de telle sorte que le courant I circulant au travers du fusible 10 soit intégralement partagé entre les zones de puissance 18 respectives des au moins deux composants de coupure 12A, 12B lorsque ces zones de puissance 18 sont dans un état autorisant le passage du courant. En d’autres termes, aucun autre élément n’est ici connecté en série avec le fusible 10 en parallèle des zones de puissance 18, de sorte que le courant I ne peut pas s’écouler ailleurs qu’au travers des zones de puissance 18 respectives des au moins deux composants de coupure 12A et 12B.

A titre d’exemple, les composants de coupure 12A et 12B sont ici des interrupteurs pyroélectriques 12A et 12B. En particulier, chaque interrupteur pyroélectrique 12A et 12B comporte une résistance électrique 20A et 20B. Les résistances électriques 20A et 20B sont en parallèle et sont ainsi traversées par une partie du courant électrique de déclenchement ls qui provoque le réchauffement de ces résistances 20A et 20B, comme expliqué ci-dessus.

Selon une variante qui n’est pas représentée aux figures, le dispositif de protection 2 comporte trois ou plus de trois composants de coupure raccordés en parallèle, de telle sorte que le courant I circulant au travers du fusible 10 soit intégralement partagé entre les zones de puissance 18 respectives desdits composants de coupure 12A, 12B lorsque ces zones de puissance 18 sont dans un état autorisant le passage du courant.

L’introduction de plusieurs interrupteurs pyroélectriques raccordés en parallèle permet au dispositif de protection 2 de couper un courant électrique I ayant une intensité très élevée. Par exemple, pour la variante représentée à la figure 5, chaque interrupteur pyroélectrique 12A et 12B est configuré pour couper un courant électrique de défaut ayant une intensité de 200 ampères. Ainsi, le dispositif de protection 2 est apte à couper un courant électrique I ayant une intensité totale de 400 ampères.

La figure 8 montre un autre mode de réalisation de l’invention. Les éléments du dispositif de protection 2 de ce mode de réalisation qui sont analogues à ceux des modes de réalisation décrits ci-dessus portent les mêmes références et ne sont pas décrits en détails dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être transposée.

Le dispositif de protection 2 selon cet autre mode de réalisation comprend deux composants de coupure 12A et 12B. Les deux composants de coupure 12A et 12B sont raccordés en série entre le conducteur d’entrée 4 et le conducteur de sortie 6 de telle sorte que le courant I circulant au travers du fusible 10 circule également dans les zones de puissance 18 respectives des au moins deux composants de coupure 12A, 12B lorsque ces zones de puissance 18 sont dans un état autorisant le passage du courant. En d’autres termes, aucun autre élément n’est ici connecté en série avec le fusible 10 en parallèle des zones de puissance 18, de sorte que le courant I ne peut pas s’écouler ailleurs qu’au travers des zones de puissance 18 respectives des au moins deux composants de coupure 12A et 12B.

A titre d’exemple, les composants de coupure 12A et 12B sont ici des interrupteurs pyroélectriques 12A et 12B. En particulier, chaque interrupteur pyroélectrique 12A et 12B comporte une résistance électrique 20A et 20B. Les résistances électriques 20A et 20B sont en parallèle et sont ainsi traversées par une partie du courant électrique de déclenchement ls qui provoque le réchauffement de ces résistances 20A et 20B, comme expliqué ci-dessus.

Selon une variante qui n’est pas représentée aux figures, le dispositif de protection 2 comporte trois ou plus de trois composants de coupure raccordés en série, de telle sorte que le courant I circulant au travers du fusible 10 circule également dans les zones de puissance 18 respectives desdits composants de coupure 12A, 12B lorsque ces zones de puissance 18 sont dans un état autorisant le passage du courant.

L’introduction de plusieurs interrupteurs pyroélectriques raccordés en série permet au dispositif de protection 2 de couper une tension électrique U ayant une tension très élevée. Par exemple, pour la variante représentée à la figure 8, chaque interrupteur pyroélectrique 12A et 12B est configuré pour couper une tension électrique Un ayant une tension de 500 volts. Ainsi, le dispositif de protection 2 est apte à couper une tension électrique U ayant une tension totale de 1000 volts. En variante, la charge 3 est raccordée électriquement au premier conducteur 4. Le courant électrique 1 circule alors depuis le second conducteur 6 vers le premier conducteur 4 en régime de fonctionnement normal.

Les figures 6 et 7 illustrent deux autres modes de réalisation de l’invention. Les éléments du dispositif de protection 2 selon ces deux modes de réalisation qui sont analogues à ceux des modes de réalisation précédemment décrits portent les mêmes références et ne sont pas décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être transposée.

Selon ces autres modes de réalisation, le dispositif 2 comporte en outre un système de diagnostic 30 comprenant un premier capteur 32 pour mesurer le courant Is qui circule dans la zone de commande 16, un deuxième capteur 34 pour mesurer le courant I qui circule dans la zone de puissance 18 et une unité électronique de traitement programmée pour comparer les valeurs de courant mesurées par le premier capteur 32 et le deuxième capteur 34 et pour détecter une défaillance du dispositif de protection 2 en fonction des valeurs de courant mesurées.

Le système de diagnostic 30 permet de détecter l’apparition d’une défaillance pouvant affecter le bon fonctionnement du dispositif de protection 2, comme par exemple la défaillance de la zone de commande 16, une défaillance du fusible 10 ou la rupture accidentelle d’un des connecteurs.

En pratique, en l’absence de défaillance du dispositif de protection 2, la valeur du courant Is mesurée par le premier capteur 32 est liée à la valeur du courant I mesurée par le deuxième capteur 34. Par exemple, ces deux valeurs de courant I et Is sont liées par une relation de proportionnalité qui est fonction de la température du dispositif de protection 2.

Par exemple, on considère qu’une défaillance est présente dans le dispositif de protection 2 si la valeur du courant Is mesurée par le premier capteur 32 est nulle alors que la valeur du courant I mesurée par le deuxième capteur 34 n’est pas nulle.

Selon des exemples de mise en oeuvre, le système de diagnostic comporte une première unité électronique de traitement 36 qui est connectée à une deuxième unité électronique de traitement 38 distante, par l’intermédiaire d’une liaison de données 40.

La deuxième unité de traitement 38 est par exemple configurée pour, dès réception d’un signal indiquant une défaillance, déclencher des mesures de mise en sécurité du circuit 1 , comme par exemple déconnecter la source électrique alimentant le circuit 1 ou déconnecter la charge électrique 3, par exemple au moyen d’un contacteur ou d’un interrupteur, non illustrés.

Selon un premier exemple, comme illustré par la figure 6, le premier capteur 32 et le deuxième capteur 34 sont tous les deux raccordés à la première unité de traitement 36. La comparaison et la détection d’une défaillance sont réalisées par la première unité de traitement 36. La première unité de traitement 36 est en outre programmée pour envoyer un signal de détection d’un défaut à destination de la deuxième unité de traitement 38 par l’intermédiaire du bus 40.

Selon un deuxième exemple, comme illustré par la figure 7, le premier capteur 32 est raccordé à la première unité de traitement 36. Le deuxième capteur 34 est raccordé à la deuxième unité de traitement 38. La comparaison et la détection d’une défaillance sont réalisées par la deuxième unité de traitement 36. La première unité de traitement 36 est en outre programmée pour transmettre la valeur de courant mesurée par le capteur de courant auquel elle est connectée à destination de la deuxième unité de traitement 38 par l’intermédiaire du bus 40.

De préférence, les capteurs 32 et/ou 34 sont des capteurs de courant. Par exemple, les capteurs de courant 32 et ou 34 sont des capteurs de type à effet Hall ou des capteurs à effet inductif ou des transformateurs de courant.

En variante, les capteurs 32 et/ou 34 comportent un capteur de tension qui mesure la tension électrique aux bornes d’une résistance.

Selon encore une autre variante, les capteurs 32 et/ou 34 incluent un dispositif d’injection de courant incluant une bobine entourant la branche du circuit dans laquelle circule le courant à mesurer, le dispositif étant apte à injecter dans la branche, au moyen de la bobine, un courant électrique présentant une forme prédéfinie (par ex. une impulsion ou un signal sinusoïdal). Le dispositif comporte une deuxième bobine entourant ladite branche et permettant de mesurer le courant total circulant dans ladite branche, et un circuit de traitement permet de déterminer automatiquement la valeur et/ou la forme de signal du courant à mesurer circulant dans ladite branche.

Selon des variantes non illustrées, la mesure du courant I par le système 30 est réalisée indirectement, en mesurant des propriétés électriques de la charge 3. Ainsi, le deuxième capteur 34 n’est pas associé à un conducteur électrique du circuit 1 mais, au contraire, est associé à la charge 3. Le deuxième capteur 34 n’est alors pas nécessairement un capteur de courant.

Les unités de traitement 36 et 38 comportent par exemple un circuit électronique dédié et/ou un microcontrôleur programmable.

La liaison de données 40 est une liaison filaire, par exemple un bus de terrain tel qu’un bus CAN ou un bus LIN, ou encore une liaison sans fil.

Selon des variantes non illustrées, un système de diagnostic analogue au système de diagnostic 30 peut être utilisé dans les modes de réalisation du dispositif de protection 2 comprenant plusieurs composants de coupure 12, par exemple dans les modes de réalisation du dispositif de protection 2 illustrés aux figures 5 et 8.

Selon des variantes, afin de gagner en compacité, les différents constituants du système de diagnostic 30 peuvent être intégrés dans un même boîtier.

Selon des exemples, au moins une partie des constituants du système de diagnostic 30 peuvent être intégrés dans un même élément électronique, tel qu’un circuit intégré de type AS IC.

Selon d’autres aspects, le système de diagnostic 30 selon l’un quelconque des modes de réalisation présentés ci-dessus peut comporter un capteur de température, de préférence installé à proximité ou au contact du dispositif 2. Dans ce cas, l’unité électronique de traitement est programmée pour corriger les mesures de courant fournies par le ou chaque capteur 32 et/ou 34 en fonction de la température mesurée.

Les variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinées entre elles pour générer de nouveaux modes de réalisation de l’invention.