FR3065589A1 - Systeme de protection contre la foudre et les court-circuits d'un equipement electrique embarque dans un aeronef - Google Patents
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Abstract
Un système de protection d'un équipement électrique, reçoit un courant destiné à l'alimentation de l'équipement électrique et comporte des moyens de mesure du courant et des moyens de commutation configurés pour permettre de délivrer ou de ne pas délivrer le courant en sortie (Is) du système de protection en fonction de la valeur du courant mesuré et suivant une courbe de déclenchement (l2t). Les moyens de commutation sont configurés en outre pour polariser des transistors les constituant afin de les faire fonctionner en mode linéaire pendant une période de temps prédéfinie (T), lorsque ledit courant mesuré est sensiblement égal à la valeur maximale prédéfinie (Imax). Utilisation notamment pour la protection des équipements électriques dans un aéronef.
Description
(54) SYSTEME DE PROTECTION CONTRE LA FOUDRE ET LES COURT-CIRCUITS D'UN EQUIPEMENT ELECTRIQUE EMBARQUE DANS UN AERONEF.
©) Un système de protection d'un équipement électrique, reçoit un courant destiné à l'alimentation de l'équipement électrique et comporte des moyens de mesure du courant et des moyens de commutation configurés pour permettre de délivrer ou de ne pas délivrer le courant en sortie (Is) du système de protection en fonction de la valeur du courant mesuré et suivant une courbe de déclenchement (l?t).
Les moyens de commutation sont configures en outre pour polariser des transistors les constituant afin de les faire fonctionner en mode linéaire pendant une période de temps prédéfinie (T), lorsque ledit courant mesuré est sensiblement égal à la valeur maximale prédéfinie (Imax).
Utilisation notamment pour la protection des équipements électriques dans un aéronef.
T
La présente invention concerne un système de protection d’un équipement électrique embarqué dans un aéronef.
En particulier, elle concerne un système de distribution électrique et de protection contre des surintensités dans un équipement électrique provoquées par des court-circuits ou les effets électriques de la foudre.
L'invention trouve son application notamment dans la protection des équipements électriques dans un aéronef.
De manière classique, dans un aéronef, des circuits électroniques connus en nomenclature anglo-saxonne comme « Solid State Power Controller» (SSPC), sont utilisés pour protéger les équipements électriques contre des court-circuits. Un SSPC est un dispositif à semi-conducteurs qui contrôle l’alimentation en puissance fournie à un équipement électrique. Ainsi, un SSPC est monté entre un dispositif d’alimentation et un équipement électrique alimenté par ce dispositif d’alimentation de sorte à surveiller le courant circulant dans une ligne d’alimentation véhiculant de l’énergie du dispositif d’alimentation vers l’équipement électrique. Les circuits de type SSPC contrôlent au moins un paramètre (tension ou courant) destiné à l’alimentation de l’équipement électrique et coupent l’alimentation de l’équipement électrique en cas de détection d’un court-circuit. Autrement dit, le SSPC surveille le courant provenant du dispositif d’alimentation et destiné à l’équipement électrique, ou courant généré à sa sortie, et en cas de détection de surintensité ou de surtension, le SSPC empêche la génération d’un courant à sa sortie.
Les circuits de type SSPC coupent l’alimentation de l’équipement électrique selon différentes courbes de déclenchement.
Une courbe de déclenchement largement utilisée est la courbe en l2t, où I est le courant traversant le SSPC pour être fourni à l’équipement électrique et test le temps. Cette courbe de déclenchement fournit une protection connue comme « protection Pt» et définit le courant maximal pouvant être fourni à un équipement électrique en fonction du temps pour que le câblage d’alimentation de l’équipement électrique ne soit pas endommagé.
Autrement dit, la courbe de déclenchement représente le courant maximal pouvant être fourni en sortie du système de protection en fonction du temps.
Ainsi, dans un SSPC, le courant à sa sortie ou courant destiné à être fourni à l’équipement électrique est mesuré, un dispositif de commutation empêchant la génération en sortie du SSPC d’un courant de sortie lorsque le courant mesuré présente une valeur maximale prédéfinie.
En plus des circuits de type SSPC, les aéronefs sont équipés de circuits parasurtenseurs ou parafoudres pour la protection des équipements électriques contre les surintensités provoquées par la foudre.
On connaît des circuits de type SSPC mettant en œuvre les deux fonctions précitées, protection contre des court-circuits et protection contre la foudre. Dans ce type de circuits, lorsqu’une surintensité est détectée, le circuit SSPC coupe l’alimentation de l’équipement électrique associé, que la surintensité soit due à un court-circuit ou à la foudre. Ainsi, lorsque ce type de circuit SSPC est utilisé, des coupures dans l’alimentation de l’équipement électrique se produisent dès qu’une surintensité est détectée, même pour des phénomènes transitoires. Cela peut générer des interruptions ou perturbations opérationnelles des équipements électriques.
La présente invention a pour but de proposer un système de protection d’un équipement électrique amélioré permettant d’éviter autant que possible les coupures au niveau de l’alimentation d’un équipement électrique.
A cet effet, la présente invention concerne selon un premier aspect, un système de protection d’un équipement électrique dans un aéronef, le système de protection recevant un courant destiné à l’alimentation de l’équipement électrique et comportant des moyens de mesure du courant et des moyens de commutation configurés pour permettre de délivrer ou de ne pas délivrer le courant en sortie du système de protection en fonction de la valeur du courant mesuré et suivant une courbe de déclenchement.
Selon l’invention, les moyens de commutation comportent au moins un transistor polarisé pour fonctionner en mode linéaire pendant une période de temps prédéfinie lorsque ledit courant mesuré présente sensiblement une valeur maximale prédéfinie.
Ainsi, lorsque le courant en sortie du système de protection ou courant destiné à l’équipement électrique atteint une valeur maximale prédéfinie, le système de protection détecte une surintensité, qui peut être due entre autre à la présence d’un court-circuit ou à la foudre, et le transistor est polarisé pour fonctionner en mode linéaire pendant une période de temps prédéfinie, le courant en sortie du système de protection étant ainsi limité à la valeur maximale prédéfinie pendant une période de temps prédéfinie.
Cette limitation de courant de sortie est mise en oeuvre par les moyens de commutation, ces moyens de commutation ayant pour fonction de couper le courant selon une courbe de déclenchement, et de limiter le courant pendant une période de temps prédéfinie.
Par conséquent, l’endommagement de l’équipement électrique et de son câblage est évité sans pour autant devoir couper de façon systématique l’alimentation de l’équipement électrique.
Des interruptions ou perturbations opérationnelles, ainsi que des problèmes relatifs à la mise sous tension des équipements électriques sont ainsi évités autant que possible.
En effet, lorsque la surintensité est provoquée par une agression de foudre, cette surintensité est temporaire et une fois l’intensité revenue à des valeurs normales, l’équipement électrique demeure opérationnel sans interruption.
Ainsi, grâce à l’invention, les coupures d’alimentation sont évitées en cas de surintensités passagères, comme c’est le cas lors d’une surintensité due à la foudre.
Par ailleurs, le système de protection fonctionnant selon une courbe de déclenchement, une fois la période de temps prédéfinie écoulée, le système de protection continue de fonctionner normalement selon cette courbe de déclenchement.
Par conséquent, si la surintensité reste présente au-delà de la période de temps prédéterminée, le système de protection fonctionne selon la courbe de déclenchement associée, c'est-à-dire que le courant en sortie ou courant destiné à l’équipement électrique est coupé si à un instant de temps donné la valeur du courant mesurée est égale à une valeur définie par la courbe de déclenchement pour cet instant de temps.
En outre, le système de protection protège l'équipement électrique ainsi que son câblage avec des moyens simples, sans nécessité d’ajouter des moyens supplémentaires.
Selon d’autres caractéristiques possibles, prises isolément ou en combinaison l’une avec l’autre :
- la période de temps prédéfinie présente une valeur supérieure ou égale au temps d’agression de la foudre, le temps d’agression de la foudre correspondant à un intervalle de temps pendant lequel le courant en sortie du système de protection présente une surintensité ;
- ledit au moins un transistor est polarisé de sorte que le courant le traversant est maintenu à la valeur maximale prédéfinie pendant la période de temps prédéfinie ;
- le transistor est un transistor, à base de semi-conducteur, de type MOSFET ou IGBT ou similaire, la valeur d'une tension de commande (par exemple la tension de grille pour un MOSFET) du transistor de type MOSFET ou IGBT ou similaire présentant une valeur telle que la valeur du courant traversant le transistor de type MOSFET ou IGBT ou similaire est sensiblement égale à la valeur maximale prédéfinie ;
- les moyens de commutation comportent plusieurs transistors montés en parallèle entre eux, chaque transistor fonctionnant en mode linéaire pendant ladite période de temps prédéfinie, lorsque le courant mesuré présente la valeur maximale prédéfinie ;
- les plusieurs transistors sont polarisés de sorte que la somme des courants traversant respectivement les transistors est maintenue à la valeur maximale prédéfinie ;
- les moyens de commutation comportent un second transistor similaire audit au moins un transistor monté avec ledit au moins un transistor en tête-bêche, le second transistor fonctionnant en mode linéaire ;
- les moyens de commutation comportent plusieurs ensembles de transistors, chaque ensemble de transistors comportant ledit au moins un transistor et le second transistor, les ensembles de transistors étant montés en parallèle entre eux.
La présente invention concerne selon un deuxième aspect, un aéronef comportant au moins un équipement électrique et au moins un système de protection conforme à l’invention pour la protection dudit au moins un équipement électrique.
L’aéronef présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le système de protection.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est un schéma blocs représentant un système de protection associé à un équipement électrique selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est un schéma illustrant une courbe de déclenchement utilisée par le système de protection selon un mode de réalisation de l’invention ;
- les figures 3a, 3b, 3c et 3d sont des schémas électriques illustrant des moyens de commutation utilisés dans un système de protection selon des modes de réalisation de l’invention ; et
- les figures 4a à 4d sont des schémas illustrant des exemples de mise en œuvre d’un système de protection utilisant une courbe de déclenchement selon un mode de réalisation de l'invention.
La présente invention trouve son application dans la protection des équipements électriques dans un aéronef.
Tout équipement électrique ainsi que son câblage d’alimentation électrique doivent être protégés contre des surintensités pouvant l’endommager, les surintensités étant provoquées de manière générale par des court-circuits ou par l’agression de la foudre.
La figure 1 représente schématiquement un système de protection 1 d’un équipement électrique 2. Le système de protection 1 est disposé entre un dispositif d’alimentation 3 et l’équipement électrique 2.
En particulier, le système de protection 1 est disposé sur une ligne électrique 4 délivrant de l’énergie à l’équipement électrique 2, l’énergie électrique provenant du dispositif d’alimentation 3.
Le système de protection 1 est un circuit électronique de type SSPC contrôlant l’alimentation de l’équipement électrique 2 et coupant son alimentation en cas d’une détection d’une surintensité sur la ligne électrique 4 délivrant de l'énergie électrique à l'équipement électrique 2.
Ainsi, le système de protection 1 génère en sortie un courant Is destiné à l’alimentation de l’équipement électrique 2, ce courant de sortie Is correspondant au courant d’alimentation fourni par le dispositif d’alimentation 3 et traversant le système de protection 1. Lorsque le système de protection 1 détecte une surintensité, c’est-à-dire une valeur du courant supérieure à une valeur maximale prédéfinie, le dispositif de protection 1 coupe l’alimentation de l’équipement électrique 2. Autrement dit, lorsque le système de protection 1 détecte une surintensité, aucun courant n'est généré à la sortie du système de protection 1.
Ainsi, le système de protection 1 comporte des moyens de mesure du courant, ainsi que des moyens de commutation 11 configurés pour couper l’alimentation de l’équipement électrique 2. Les moyens de commutation permettent de délivrer ou de ne pas délivrer de courant en sortie Is en fonction de la valeur du courant mesuré.
Les moyens de commutation 11 peuvent être dans un état d'ouverture, dans lequel aucun courant n'est délivré à la sortie du système de protection 1, ou dans un état de fermeture dans lequel le courant de sortie Is est délivré.
Les moyens de mesure 10 du courant et les moyens de commutation 11 pouvant couper un courant sont connus de l’homme du métier et ne seront pas décrits en détail ici.
Le système de protection 1 comporte en outre des moyens de contrôle (non représentés sur la figure) configurés pour gérer le fonctionnement du système de protection, en particulier pour analyser la valeur du courant mesuré par les moyens de mesure 10 et générer des commandes contrôlant les moyens de commutation 11 afin de les commander en ouverture ou en fermeture, coupant l’alimentation de l’équipement électrique 2 ou alimentant l’équipement électrique 2 respectivement.
Ainsi, lorsque les moyens de commutation 11 sont commandés en ouverture, le courant Is destiné à l’alimentation de l’équipement électrique 2 n’est pas généré en sortie du dispositif de protection 1.
Dans le cas contraire, lorsque les moyens de commutation 11 sont commandés en fermeture, le courant Is destiné à l’alimentation de l’équipement électrique 2 est généré en sortie du système de protection 1.
De manière générale, un système de protection fonctionne selon une courbe de déclenchement, tel qu’une courbe en l2t, définissant par exemple la valeur maximale du courant alimentant un équipement électrique en fonction du temps.
Ainsi, si à un instant de temps t donné, le courant mesuré par les moyens de mesure 10 est égal ou supérieur à une valeur de courant correspondant à cet instant de temps t selon la courbe de déclenchement, le système de protection 1 coupe l’alimentation de l’équipement électrique 2, c’est-à-dire qu’il empêche la génération d’un courant en sortie Is du système de protection 1.
Une courbe de déclenchement a selon un mode de réalisation de l’invention est représentée à la figure 2 et sera décrite ci-dessous.
On notera que la courbe de déclenchement représente des valeurs maximales permises en fonction du temps t, pour le courant de sortie Is d’un système de protection 1 conforme à un mode de réalisation.
Les moyens de commutation 11 sont configurés en outre pour limiter le courant en sortie Is du système de protection 1 à une valeur maximale prédéfinie Imax pendant une période de temps prédéfinie T, lorsqu’une surintensité a été détectée, c’est-à-dire lorsque le courant mesuré par les moyens de mesure 10 présente une valeur égale ou supérieure à la valeur maximale prédéfinie Imax. Cette valeur maximale prédéfinie Imax correspond à une valeur de courant considérée comme maximale au-delà de laquelle on considère qu’une surintensité est présente.
On notera que la foudre induit une surintensité dans l’alimentation de l’équipement électrique 2 pendant un temps donné. Une fois que le temps d’agression de la foudre s’est écoulé, la valeur du courant d’alimentation revient à une valeur normale ou nominale, contrairement à une surintensité provoquée par un court-circuit.
La période de temps prédéfinie T présente une valeur étant au minima le temps d’agression de la foudre, le temps d’agression de la foudre correspondant à un intervalle de temps pendant lequel le courant mesuré atteint ou dépasse la valeur prédéfinie maximale.
La période de temps prédéfinie est de l’ordre de quelques millisecondes.
Ainsi, la période de temps prédéfinie T est telle que la valeur du courant en sortie du système de protection 1 est limitée à la valeur maximale prédéfinie Imax pendant au minimum l’agression de la foudre.
La détermination de la valeur maximale prédéfinie Imax pour le courant Is destiné à l'alimentation de l'équipement électrique 2 ainsi que de la période de temps prédéfinie T est connue de l’homme du métier.
Dans le domaine de l’aéronautique, la période de temps prédéfinie T correspondant au temps maximal d'une agression de la foudre est fixée pour chaque aéronef en utilisant des normes utilisées dans ce domaine.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la période de temps prédéfinie T est mise en oeuvre en prenant en compte différents paramètres. Dans un mode de réalisation, ces paramètres comportent au moins un paramètre parmi les suivants :
- des performances thermiques du système de protection,
- le temps de présence d’un courant d’appel lors de la mise sous tension de l’équipement électrique 2, et
- l’aptitude du système de protection 1 à détecter une surintensité et à commander les moyens de commutation 11 de sorte que le sur courant en sortie du système de protection ne soit pas généré. Cette aptitude est représentée par un temps de réponse correspondant au temps écoulé entre l’apparition d’une surintensité et la génération d’une commande destinée aux moyens de commutation 11. Le temps de réponse correspond ainsi à un temps de détection et un temps de traitement.
La valeur Imax est définie en fonction de l’équipement électrique 2 devant être protégé par le système de protection 1. Ainsi, dans un mode de réalisation, la valeur maximale Imax est prédéfinie d’un part en fonction du courant d’appel généré lors de la mise sous tension de l’équipement électrique 2 afin d'éviter des surintensités au démarrage de l'équipement électrique 2. La valeur Imax est définie d’autre part, par la puissance que les moyens de commutation 11 dissipent. Cette puissance peut être déterminée comme étant la multiplication de la valeur de courant Imax et la tension aux bornes des moyens de commutation 11. La tension aux bornes des moyens de commutation 11 est proportionnelle à la tension générée par la foudre moins la tension d’alimentation 3 et la tension en entrée d’équipement 2.
La courbe de déclenchement a selon laquelle fonctionne le système de protection 1 conforme à l’invention, dont un exemple est représenté à la figure 2 comporte ainsi au moins deux zones de fonctionnement.
Une première zone de fonctionnement 20 correspond à une zone de limitation 20 dans laquelle le courant en sortie Is du système de protection 1 est limité à une valeur maximale prédéfinie Imax.
Cette zone de limitation 20 commence à un premier instant du temps tO dans lequel une surintensité est détectée et finit à un second instant de temps t1 dans lequel la période de temps prédéfinie T s’écoule. A cet instant de temps t1 commence une seconde zone de fonctionnement 21 correspondant à un fonctionnement normal du système de protection 1.
Sur la figure 2, la courbe de déclenchement a dans cette seconde zone de fonctionnement 21 correspond à une courbe en l2t. Cette courbe de déclenchement en l2t est connue de l’homme du métier.
Bien entendu, d’autres courbes de déclenchement pour cette seconde zone de déclenchement 21 pourraient être utilisées.
Ainsi, lorsque la foudre provoque une surintensité, les moyens de commutation 11 permettent de délivrer un courant en sortie Is du système de protection 1, la valeur de ce courant Is étant limitée à la valeur maximale prédéfinie Imax pendant la période de temps prédéfinie T.
Une fois que la période de temps prédéfinie T s’est écoulée, l’agression de la foudre étant ainsi finalisée, l’équipement électrique 2 est toujours protégé par le même système de protection 1, selon la seconde zone de fonctionnement 21 de la courbe de déclenchement a, contre des surintensités pouvant être provoquées par un court-circuit.
On notera que le système de protection 1 peut comporter plusieurs moyens de mesure 10 du courant destiné à l'alimentation, chaque moyen de mesure 10 étant respectivement associé à une zone de fonctionnement 20, 21. Ainsi, les temps de réponse peuvent être optimisés individuellement, par exemple pour optimiser le temps de réponse pour la première zone de fonctionnement 20.
La figure 3a représente des moyens de commutation 11 selon un mode de réalisation, pouvant être utilisés dans le système de protection 1. Les moyens de commutation 11 comportent un composant électronique à semiconducteur formant un interrupteur. Dans ce mode de réalisation, les moyens de commutation 11 comportent un transistor 12a, étant ici de type MOSFET. Bien entendu, d’autres types de transistors pourraient être utilisés tels qu’un IGBT. Selon d'autres modes de réalisation, les moyens de commutation 11 peuvent comporter plusieurs transistors, ou un thyristor.
Le transistor 12a est polarisé, c'est-à-dire que des tensions adéquates sont appliquées à ses extrémités, pour limiter le courant de sortie Is du système de protection 1 à la valeur maximale prédéfinie Imax pendant la période de temps prédéfinie T.
La polarisation des transistors contrôlant leur fonctionnement est connue de l’homme du métier et ne sera pas décrite ici.
Ainsi, pendant la période de temps prédéfinie T, le transistor 12a est polarisé pour fonctionner en mode linéaire. Dans le cas d’un transistor de type MOSFET, la différence de potentiel entre la grille g et la source s ou tension Vgs est fixée, par les moyens de contrôle du système de protection 1, à une valeur telle que la valeur du courant /c/traversant le transistor MOSFET 12a est sensiblement égale à la valeur maximale prédéfinie Imax.
On notera que dans ce mode de réalisation, la différence de potentiel entre la grille g et la source s ou tension Vgs correspond à la tension de commande du transistor 12a.
On notera en outre, que dans un transistor de type MOSFET le courant traversant le transistor Id varie de façon proportionnelle à la différence de potentiel entre le drain d et la source s ou tension Vds, lorsque le transistor fonctionne en zone linéaire. La constante de proportionnalité varie lorsque la tension Vgs varie.
En effet, lorsque le courant Id augmente dû à l'agression de la foudre, et que la valeur de ce courant Id, mesuré par les moyens de mesure 10, dépasse une valeur maximale prédéfinie, les moyens de commutation 11 sont polarisés de sorte que le courant Id reste constant dans le temps. Pour cela, selon un mode de réalisation, la différence de potentiel Vgs est modifiée, ici réduite, de sorte à faire diminuer la valeur du courant Id. Ainsi, en régulant la valeur de la différence de potentiel Vgs en fonction du courant Id, la différence de potentiel entre le drain det la source s ou tension Vds augmente.
On notera que dans ce mode de réalisation le courant Id traversant le transistor 12a correspond au courant de sortie Is du système de protection 1.
La figure 3b représente des moyens de commutation 11’ selon un second mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, les moyens de commutation 11’ comportent plusieurs transistors 121, 122 montés en parallèle entre eux, chaque transistor 121, 122 fonctionnant en mode linéaire pendant la période de temps prédéfinie lorsque le courant mesuré présente la valeur maximale prédéfinie.
Grâce à ce montage, la résistance série des transistors 121, 122 diminue, l’énergie dissipée par chaque transistor 121, 122 étant ainsi diminuée.
Dans ce mode de réalisation, la somme des courants Id traversant respectivement les transistors, correspondant au courant de sortie Is, est maintenue à la valeur maximale prédéfinie Imax pendant la période de temps prédéfinie T.
Dans le mode de réalisation représenté, deux transistors 121, 122 sont montés en parallèle. Bien entendu, le nombre de transistors peut être différent.
La figure 3c représente des moyens de commutation 11” selon un troisième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, les moyens de commutation comportent deux transistors 12a, 12b montés en série en têtebêche.
Ainsi, l'activation ou le blocage des deux transistors 12a, 12b est opposé, l'un étant activé lorsque l'autre est bloqué et vice versa, de sorte à limiter le courant en sortie Is du système de protection indifféremment de la polarité de la surintensité provoquée par la foudre.
On notera que dans ce mode de réalisation le courant Id traversant les transistors 12a, 12b correspond au courant de sortie Is du système de protection 1.
La figure 3d représente des moyens de commutation 11’” selon un quatrième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, les moyens de commutation 11’” comportent plusieurs ensembles de transistors 120, chaque ensemble de transistors 120 comportant deux transistors 12a’, 12b’ montés en série en tête-bêche. Les ensembles de transistors 120 sont montés en parallèle entre eux.
Dans ce mode de réalisation, la somme des courants Id traversant respectivement les ensembles de transistors 120, correspondant au courant de sortie Is, est maintenue à la valeur maximale prédéfinie Imax pendant la période de temps prédéfinie T.
Dans le mode de réalisation représenté, deux ensembles de transistors 120 sont montés en parallèle. Bien entendu, le nombre d’ensembles de transistors peut être différent.
En outre, le nombre de transistors dans les différents modes de réalisation peut être différent du nombre de transistors représentés sur les figures.
Les figures 4a à 4d représentent des exemples du fonctionnement du système de protection fonctionnant selon la courbe de déclenchement représenté à la figure 2. Sur ces figures, il est représenté une courbe de déclenchement a et le courant généré en sortie Is du système de protection 1 ou courant Id traversant le transistor 12a dans le mode de réalisation représenté.
Le courant de sortie Is a une valeur nominale Inom lorsque l’alimentation de l’équipement électrique 2 ne présente pas de défaut, c’est-àdire lorsqu'aucune surintensité n'est présente.
Sur la figure 4a, le courant en sortie Is du système de protection 1 a une valeur nominale Inom en fonctionnement normal.
La valeur du courant Is augmente jusqu'à la valeur maximale Imax où le système de protection 1 détecte une surintensité à l'instant tx. A ce moment, les moyens de commutation 11, 11’, 11 ”,11’” sont commandés en mode passant ou état de fermeture et sont polarisés en zone linéaire de sorte que le courant de sortie Is soit limité à la valeur maximale prédéfinie Imax pendant la période de temps prédéfinie T.
Après l'écoulement de période de temps prédéfinie T, le courant Is n'étant pas redescendu à la valeur nominale Inom, les moyens de commutation sont commandés en mode de blocage de sorte qu'aucun courant n'est délivré en sortie du système de protection 1.
Dans cet exemple, la surintensité étant présente pendant un temps plus long que la période de temps prédéfinie T, la surintensité n’est pas due à la foudre. La seconde zone de la courbe de déclenchement 21 (courbe en l2t) est alors utilisée pour la protection de l'équipement électrique 2.
La figure 4b représente un courant de valeur inférieure à la valeur maximale prédéfinie Imax. Dans cet exemple, les moyens de commutation 11, 11’, 11”,11’” sont commandés en mode de blocage ou en état d’ouverture selon la seconde zone de la courbe de déclenchement 21. Dans cet exemple, la surintensité n’est pas non plus due à la foudre mais par exemple à un courtcircuit impédant.
La figure 4c représente un courant Is/ld correspondant au courant d’appel produit lors de la mise sous tension de l’équipement électrique 2. Ce courant d’appel, étant un courant prévu dans le fonctionnement de l’équipement électrique, est inférieur à la valeur maximale définie Imax et revient à la valeur nominale Inom. Le système de protection 1 surveillant le courant en sortie Is, ce courant ne nécessite pas de limitation ni de coupure d’alimentation.
Dans un mode de réalisation, afin d’optimiser le choix du transistor des moyens de commutation 11, 11’, 11 ”,11’”, la valeur de courant Imax peut être choisie avec une valeur assez basse pour limiter l’impact thermique pendant l’agression foudre. De ce fait, la limitation de courant peut être activée au démarrage de l'équipement électronique 1, pendant l’appel de courant. Néanmoins, le courant d'appel redescend avant que la période de temps prédéfinie T ne s'écoule, l’interrupteur 12, 121, 122, 12a, 12b, 12a’, 12b’ ne s'ouvrant pas.
La figure 4d représente le courant Is/ld souffrant d'une surintensité provoquée par l’agression d’une foudre. Le courant Is augmente jusqu’à la valeur de limitation Imax et revient à la valeur nominale Inom avant l’écoulement de la période de temps prédéfini T. Ainsi, les moyens de commutation 11, 11’, 11”,11’” ne sont pas commandés en fermeture à aucun moment, un courant en sortie Is du système de protection 1 étant toujours délivré à l’équipement électrique 2.
On notera qu’aucune coupure du courant Is n’est mise en œuvre lors de la détection d’une surintensité dans un premier temps, mais qu’éventuellement, une fois que la période de temps prédéfinie T s’est écoulée. Ainsi, si la surintensité persiste après l’écoulement de la période de temps prédéfinie T, la surintensité ne provient pas de la foudre, n’étant pas ainsi une surintensité passagère ou transitoire. Il est ainsi nécessaire de couper la génération de courant en sortie Is du système de protection 1 après l’écoulement de la période de temps prédéfinie T.
Dans un mode de réalisation, un système de protection met en 5 oeuvre la protection contre des surintensités d'un seul équipement électrique associé.
Dans d'autres modes de fonctionnement, un seul système de protection met en œuvre une protection contre des surintensités de plusieurs équipements électriques associés.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Système de protection (1) d'un équipement électrique (2) dans un aéronef, recevant un courant destiné à l’alimentation de l’équipement électrique (2) et comportant des moyens de mesure (10) dudit courant et des moyens de commutation (11 ; 11’ ; 11” ; 1T”) configurés pour permettre de délivrer ou de ne pas délivrer ledit courant en sortie (Is) du système de protection (1) en fonction de la valeur du courant mesuré et suivant une courbe de déclenchement (l2t), ledit système de protection (1) étant caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation (11 ; 11’ ; 11 ; 1Γ”) comportent au moins un transistor (12a) polarisé pour fonctionner en mode linéaire pendant une période de temps prédéfinie (T) lorsque ledit courant mesuré présente sensiblement une valeur maximale prédéfinie (Imax).
- 2. Système de protection conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite période de temps prédéfinie (T) présente une valeur supérieure ou égale au temps d’agression de la foudre, le temps d’agression de la foudre correspondant à un intervalle de temps fixé pour un aéronef pendant lequel ledit courant mesuré en sortie (Is) dudit système de protection (1) présente une surintensité due à l’agression de la foudre.
- 3. Système de protection conforme à l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un transistor (12a) est polarisé de sorte que le courant le traversant (ld) est maintenu à ladite valeur maximale prédéfinie (Imax) pendant ladite période de temps prédéfinie (T).
- 4. Système de protection conforme à l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit transistor (12a) est un transistor de type MOSFET ou IGBT, la valeur d'une tension de commande dudit transistor de type MOSFET ou IGBT présentant une valeur telle que la valeur du courant (ld) traversant ledit transistor de type MOSFET ou IGBT est sensiblement égale à ladite valeur maximale prédéfinie (Imax),
- 5. Système de protection conforme à l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation (11’) comportent plusieurs transistors (121, 122) montés en parallèle entre eux, chaque transistor (121, 122) fonctionnant en mode linéaire pendant ladite période de temps prédéfinie (T), lorsque ledit courant mesuré présente ladite valeur maximale prédéfinie (/max).
- 6. Système de protection conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits plusieurs transistors (121, 122) sont polarisés de sorte que la somme des courants traversant respectivement les transistors (121, 122) est maintenue à ladite valeur maximale prédéfinie (Imax).
- 7. Système de protection conforme aux revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commutation (11”) comportent un second transistor (12b) similaire audit au moins un transistor (12a) monté avec ledit au moins un transistor (12a) en tête-bêche, ledit second transistor (12b) fonctionnant en mode linéaire.
- 8. Système de protection conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commutation (11’”) comportent plusieurs ensembles de transistors (120), chaque ensemble de transistors (120) comportant ledit au moins un transistor (12a’) et ledit second transistor (12b’), les ensembles de transistors (120) étant montés en parallèle entre eux.
- 9. Aéronef comportant au moins un équipement électrique et au moins un système de protection conforme à l’une des revendications précédentes pour la protection dudit au moins un équipement électrique.
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