Brevet FR2126232A1 — publié le 19721006

L'invention concerne un montage de compensation de la température et de la tension pour montres électroniques avec une combinaison d'au moins deux éléments semi-conducteurs montés en série avec résistance non linéaire pour limiter la tension au collecteur ou à l'émetteur raccordé à la bobine de commande. L'inconvénient des montages connus de ce type est que seule la tension de commande est stabilisée, que ce soit par le montage en parallèle d'une ou de plusieurs diodes et de la bobine de commande,ou par des montages de réglage au moyen de transistors commandés par ltémetteur du transistor de travail, ou que ce soit par la limitation de la tension à la base par une ou plusieurs diodes. Tous ces montages fonctionnent bien aussi longtemps que le transistor de travail consiste en un transistor au germanium et qu'aucun générateur de prétension n'est disposé à la base. Quand on fait appel à des générateurs de prétension pour utiliser des transistors au silicium ou pour obtenir un démarrage automatique, le facteur de stabilisation s'abaisse considérablement, car la tension à la base se modifie avec la modification de la tension de batterie.Dans les montages à démarrage automatique surtout, on rencontre le grave inconvénient de voir se modifier le temps nécessaire au chargement du condensateur dans le circuit de la bobine excitatrice, temps qui dépend de la dimension du condensateur, de la prérésistance et de la tension de batterie, de scrte que, indépendamment de la tension de la batterie, l'impulsion de commande n'est plus tran-smise entièrement, c'est-à-dire que l'impulsion devient plus étroite avec la baisse de tension. Un autre inconvénient se trouve dans le fait que le niveau de la tension de stabilisation n'est dans l'essentiel pas influençable, au point que le coefficient de température ne peut guère s'ajuster aux exigences. L'invention a pour objet de supprimer ces différents inconvénients. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait qu'une combinaison d'éléments semi-conducteurs réalisés en deux parties est disposée entre la base du transistor raccordée par l'intermédiaire d'un montage en série de deux résistances au pôle positif de la source de tension et le ple négatif de la source de tension, et ponte, de plus, en courant continu, un montage en série, qui se situe entre la base et ltémetteur du transistor, d'un premier condensateur et de la bobine excitatrice, ainsi que la bobine de commande quise situe entre ltémetteur du transistor et le pôle négatif de la source de tension avec sens d'écoulement du ptle positif vers le pole négatif de la source de tension, et en cc que le point qui se situe entre les deux parties de la combinaison d'éléments semi-conducteurs est relié au point qui se situe entre les deux résistances. Gr ce au montage selon l'invention, la tension de stabilisation peut être modifiée dans de larges limites par la sélection des éléments semi-conducteurs et un coefficient de température total du montage peut être obtenu en utilisant des semi-conducteurs de coefficients de tempéture différents, comme par exemple des redresseurs de courant continu au sélénium ou des diodes VDR, coefficient total qui est de même importance que le coefficient de tempé rature de l'oscillation mécanique, mais qui se développe en sens inverse. On a, de plus, la possibilité dans 11 emploi de diodes au silicium de produire en grande série des millions de pièces et de fabriquer ainsi oes montages à des couts de production très favorables. Un autre avantage réside en ce que l'on peut actionner un mécanisme d'horlogerie équipé de ce montage sans modification aussi bien avec des batteries de 1,5 V qu'avec des batteries de voiture automobile de 6, 12 ou 24 V, car la tension à la base ne peut monter, grâce à la préstabilisation, au-dessus de la tension donnée par les éléments semi-conducteurs sélectionnés. Le dessin annexé représente, sous forme de schéma, le principe de montage conformément à l'invention. On suppose, pour expliquer le mode de fonctionnement décrit ci-après, que le transistor utilise dans le montage est un transistor au silicium. Lorsque le transistor Tr est conducteur, il existe à son émetteur une tension dont la valeur est égale à la tension de batterie, déduction faite de la tension collecteur du transistor; en admettant que le transistor est plainement sous commande, la tension collecteur, étant donné les courants qui existent dans les montres et qui ne sont que de quelques mA, est négligeable. Entre la base et l'émetteur, il existe une différence de tension d'environ 0,6 V (tension d'écluse). On peut ainsi mesurer à la base une tension de 0,6 V + tension de batterie, qui se modifie avec la tension de batterie.Par la combinaison de diodes D1 + D2 avec sens d'écoulement vers moins, combinaison qui est forme par trois diodes dans l'exemple de réalisation représenté et qui est disposée de la base jusqu'au ple négatif de la source de tension Sp, la tension appliquée à la base est rognée en fonction de la somme des tensions d'écluse des trois diodes au silicium, c'està-dire 3 x 0,6 V = 1,8 V. Par ce moyen, le facteur d'amplification du transistor Tr est abaissé, de sorte que celui-ci travaille dans le domaine sous-commandé; il se produit ainsi dans le transistor une chute de tension et la tension à ltémetteur es-t égale à la valeur somme des tensions d'écluse des diodes-tension d'écluse du transistor, c'est-à-dire 1,8 V - 0,6 V = 1,2 V.La raison en est claire : entre l'émetteur et la base, la tension d'écluse doit toujours être mesurable; étant donné que maintenant la tension entre la base et le pôle négatif de la source de tension reçoit une valeur fixe, à savoir : 1, 8 V, la somme de la tension d'écluse du transistor et de la tension de l'émetteur doit donner 1,8 V, ce qui ne peut être obtenu que par une modification de la tension à ltémetteur. On doit veiller à ce que la combinaison de diodes représente une dérivation vers la diode base-émetteur. Sans la combinaison de diodes, le courant relevant de la tension à la base s'écoulerait de la base par l'intermédiaire de l'émetteur et de la bobine de travail vers le polie négatif de la source de tension; du fait de la combinaison de diodes, il ne s'écoule sur ce trajet qu'une partie de ce courant, à savoir : le courant relevant de 1,8 V, tandis que le reste du courant s s'écoule par l'intermédiaire de la combinaison de iodes vers le pôle négatif de la source de tension. Etant donné que maintenant, par l'intermédiaire des résis tances R1, R2, il existe une prétension à la base du transistor Tr, laquelle charge le condensateur C1 dans un temps déterminé, la stabilité de la tension est influencée par cette branche du montage et cela dans le sens négatif. Avec des tensions qui s'élèveraient au double de la tension pour laquelle le montage a été conçu, le condensateur C1 serait charge en deux fois moins de temps et le transistor Tr serait ouvert sans qu'unie tension d'induction soit nécessaire pour cela dans la bobine excitatrice E.Pour I'emp9cher, ou en d'autres ternes pour pouvoir utiliser le montage sans modification pour toutes les tensions de batterie qui peuvent se présenter ( batteries sèches de 1,3 V, batteries de voiture automobile de 6 ou 12 V, batteries d'autobus de 24 V, batteries d'avion de 28 V et batteries de bateau), la prétension est également stabilisée : la tension de batterie est limitée par la résistance R1 et la partie D2 consistant en deux diodes au silicium de la combinaison de diodes à 1,2 V. Cette tension stabilisée est appliquée par l'intermédiaire de la résistance R2 à la base du transistor Tr. Cette tension à la base est de nouveau stabilisée par l'intermédiaire de la combinaison de diodes D1 + D2 avet l'effet décrit ci-dessus. On réduit ainsi l'imprécision du mouvement à moins de dix secondes par vingt quatre heures entre 1,6 et 1,2 V ou entre 4 et 24 V; la précision est naturellement plus grande à des tensions plus élevées, car on se situe alors très au-dessus des tensions d'écluse de stabilisation. Etant donné que la stabilisation a lieu à la base, c'està-dire que le facteur d'amplification est influencé, le courant ne s'accroît pas ou ne s'accroît que dans la mesure où le courant de stabilisation de la prétension est utilisé. Pour la combinaison d'éléments semi-conducteurs, on peut utiliser, en dehors des diodes, des redresseurs de courant au sélénium, des diodes Z, des résistances VDR et tous semi-conducteurs à tension d'écluse marquée. En ce qui concerne la production, on bénéficie du grand avantage que donne un mécanisme unique avec des pièces identiques pouvant être fabriqué pour toutes les possibilités d'emploi, au moins une partie du montage étant constituée au mieux comme montage intégré. REVENDICATIONS 1. Montage oe compensation de la température et de la tension avec une combinaison d'au moins deux éléments semi-conducteurs montés en série avec résistance non linéaire pour limiter la tension au collecteur ou à l'émetteur raccordé à la bobine de comr mande, caractérisé en ce que la combinaison d'éléments semi-conducteurs réalisés en deux parties est disposée entre la base du transistor raccordée par l'intermédiaire d'un montage en série de deux résistances au pôle positif de la source de tension et le pôle négatif'de la source de tension, et ponte, de plus, en courant continu, un montage en série, qui se situe entre la base et l'émetteur du transistor, d'un premier condensateur et de la bobine excitatrice, ainsi que la bobine de commande qui sé situe entre l'émetteur du transistor et le pôle négatif de la source de tension avec sens d'écoulement du pôle positif vers le pôle négatif de la source de tension, et en ce que le point qui se situe entre les deux parties de la combinaison d'élÉments semi-conducteurs est relié au point qui se situe entre les deux résistances. 2. Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second condensateur est intercalé entre la base et le collecteur du transistor pour supprimer les oscillations parasites. 3. Montage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la combinaison d'éléments semi-conducteurs comprend au moins un semi-conducteur avec tension d'écluse marquée. 4. Montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le semi-conducteur à tension d'écluse marquée est une diode ordinaire. 5. Montage suivant la revdndication 4, caractérisé en ce que le semi-conducteur à tension d'éclusd marquée est une diode de stabilisation ( diode multiple ). 6. Montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le semi-conducteur à tension d'écluse marquée est une diode Z. 7. Montage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la combinaison d'éléments semi-conducteurs comprend au moins une résistance VDR. 8. Montage suivant lune des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la combinaison d'éléments semi-conducteurs est constituée comme montage intégré.