Brevet FR2186739A1 — publié le 19740111

La présente invention concerne un circuit intégré à transistors constituant un circuit dtatbaque et destiné à être con necté à une charge inductive, par exemple à un enroulement de relais. lit invention concerne plus particulièrement un circuit à transistors qui est réalisé de manière que Iramplitude de itimpulsion de courant inverse qui se produit par induction lors de la coupure de la charge soit.réduite. Dans les circuits dtattaque connus pour enroulements de relais qui comportent des composants séparés, rien ne stoppose en principe à la suppression de la crête de l'impulsion de courant inverse qui est induite dans ces enroulements lors de la coupure.A ce sujet, une opération connue consiste à brancher entre les bornes de ltenroulement du relais des composants séparés tels qutune diode ou un condensateur en série avec une résistance, une résistance variable du type "varistor' en ca-- bure de silicium ou une diode à avalanche-' Le choix de ces com- posants est déterminé par le retard admis pour le courant dans le relais Cependant, pour un circuit dtattaque intégré pour relais, il y a avantage à supprimer complètement les composants extérieurs séparés, en incorporant à leur place un élément de circuit intégré dans le circuit réel de suppression de la crête de l'impulsion de courant arrière lie résultat obtenu par cette intégration est une diminution appréciable du prix et de lten- combrement du circuit d'attaque intégré La présente invention a pour objet un circuit dtattaaue intégré pour charge inductive, par exemple un enroulement de relais, réalisé de manière à supprimer 12 impulsion de courant inverse sans raccordement à ce circuit de composants extérieurs séparés Cet objet est atteint par la présente invention par association d'une ou plusieurs diodes à avalanche intégrées et raccordées à 12 étage de sortie à transistors du circuit d2atta- clueO Quand une impulsion inverse apparat, la tension d2ava- lanche de la diode ou des diodes est dépassée et le courant dtavalallche qui passe par elles amène le transistor à 12 état conducteur, ce qui provoque le passage d'un courant.Ainsi, l'enroulement de relais est chargé et la crête de tension est supprimée L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titred1exemples nullement limitatifs ét sur les quels : la figure 1 est un schéma de principe du circuit à transistors selon 12 Invention ; la figure 2 représente ltapplication de l'invention à un circuit d'attaque spécial de relais ; la figure 3 représente une variante du circuit à transistors selon la figure i ; et la figure 4 représente une autre variante du circuit à transistors selon la figure 1. La figure 1 représente une réalisation de principe du circuit à transistors selon l'invention, appliquée à un circuit d'attaque à transistors connu, à savoir an circuit dit de Darlington, qui comprend deux transistors Q1 et Q2 et qui alimente un enroulement P1 de relais e Le contour de ce circuit intégré est indiqué par la ligne en traits interrompus de la figurez lies collecteurs des transistors Q1 et Q2 sont réunis et la jonction base-émetteur du transistor Q1 est shuntée par la résistance R1l L'enroulement P1 de relais est branché entre un ptle +Ucc d'une source d'alimentation en électricité et le collecteur de sortie du transistor Qi lie point de masse de la source tricité est indiqué par la lettre O. Selon l'idée inventive de la présente invention, une diode à avalanche D1 est branchée entre le collecteur et la base du transistor de sortie Qi si bien que sa cathode est raccordée à l'enroulement de relais P1 On présuppose, dans le cas présent? que dtune part la tension d'alimentation Ucc est inférieure à la tension dtavalanche de la diode Di et, d'autre part, que cette tension d'avalanche est inférieure à la tension de claquage de la jonction collecteurbase du transistor Ql. Quand le courant dans le relais est coupé, c'est-à-dire quand le courant de collecteur des transistors Q1 et Q2 s:an nule brusquement, une crête de tension est engendrée par induc-tion dans l'enroulement de relais P1 et cette cette de tension apparat en parallèle sur la jonction collecteur-émetteur du transistor Q1 et en parallèle sur la diode à avalanche D1 qui devient ainsi conductrice et un courant passe dans ltenroule- ment du relais, si bien que. la crete de tension in- désirable est supprimée0- Etant donné que ce courant passe en m8me temps par la diode Di, il est dérivé à la masse par la jonction base-émetteur du transistor Q1-' Ce transistor est par conséauent momentanément rendu conducteur et un courant de collecteur proportionnel au courant d'avalanche à travers la diode D1 commence à circulera De cette manière, le courant dans lten-- roulement du relais est encore plus intense et la crête de ten-sion diminue encore davantage En associant une diode à avalanche et un transistor de commutation (figure 1),ces éléments peuvent être mieux utilisés à être directement incorporés au circuit intégré0 Si l'on compare ledit circuit à un autre dans lequel la diode D1 est, à la place, branchée en parallèle sur l'enroulement de relais Pi pour limiter la crête de tension induite lors de la coupure, la diode doit supporter dans ce cas la totalité de l'action de l'impulsion aux bornes de l'enroule- ment de relais lies circonstances ne sont pas les mêmes avec le circuit de la figure 1, étant donné que le courant, après coupure de l'enroulement du relais, passe effectivement par le transistor Qi, alors que la diode à avalanche Di est soumise simplement à la chute de tension qui se produit quand un courant assez faible, fonction du coefficient d'amplification en courant du transistor Q1 circule à travers celle-ci. Le fait que la charge apparaÎt pratiquement aux bornes du transistor Qi est parfaitement en accord avec le caractère de ce circuit qui est destiné à faire passer par le transistor Q1 un courant relativement élevé sous une faible chute de tension, que le circuit soit à éléments séparés ou du type intégré lie principe exposé ci-dessus pour la suppression de la cette de tension peut être appliqué à d'autres types de circuits de commande. La figure 2 représente un circuit connu d'attaque de relais, décrit dans le brevet suédois n 337 851, dans lequel une diode à avalanche a été branchée selon l'invention. Les transistors Q3, Q4 et Q5 représentent un circuit de commande de relais à transistors pnp-npn montés en cascade, la partie npn de ce circuit comprenant le mme circuit Darlington modifié que la figure lo lia diode à avalanche D2 est ici branchée entre la base du transistor Q4 et la barre collectrice à la masse du circuit et fonctionne de façon semblable au circuit représenté sur la figure 1 en limitant la crête de tension apparaissant aux bornes de l'enroulement de relais P2 lors de la coupure' Dans ce circuit, l'action de la diode à avalanche D2 est encore améliorée par rapport à la figure l, étant donné que la diode D2 rend conducteur le transistor Q4 lors du déclenchement de l'avalanche be transistor est branché en amont du transistor de sortie Q3 ; pour ce motif, les caractéristiques amplificatrices du transistor Q4 sont utilisées associées à l'effet de suppression des impulsions du transistor Q3 seul;! De cette manière, la limitation de ltimpulsion inverse' de coupure se produit plus rapidement et plus nettement. Cette réalisation du circuit d'attaque et de la diode à avalanche incorporée est à préférer pour les étages d'attaquequi ne donnent pas lieu à une inversion de phase du signal de sortiez Dans la réalisation représentée sur la figure 3, la diode unique à avalanche de la figure 1 est remplacée par quatre diodes à avalanche D3 à D6 branchées en série > le reste du circuit étant inchangét l'on branche plus d'une diode, il est possible de réaliser des circuits dtattaque utilisables pour des valeurs plus élevées de la tension d'alimentation Ucc que dans la réalisation selon la figure 1, par exemple pour les tensions - dtalimentation de 24 ou 48 V utilisées dans la technique plus ancienne du téléphone, à la place de la tension de 5 V qui est actuellement utilisée pour les circuits intégrés de- logique transistor-transistor (logique XTL) Une autre réalisation du circuit à transistors selon lutin vention est représentée sur la figure 4. lie circuit d'attaque de cette figure diffère du circuit d'attaque de'la figure 1 en ce qu'un transistor Q10 a été branché avec son circuit émetteurcollecteur en parallèle sur le circuit collecteur-base du tran sistor de sortie Q9 Le transistor Q10 n'est pas indispensable pour la fonction principale du circuit d'attaque, mais set uniquement à amplifier le courant de diode apparaissant à l'ins- tant où l'avalanche se déclenche dans la diode à avalanche D7 à la suite de la ciste de tension inverse induite dans ltenrou- lement de relais P40 Grâce à cela, le transistor de sortie Q9 est rendu conducteur plus rapidement et on réalise une suppression efficace de ltimpulsion de courant inverse0 Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au circuit décrit et représenté sans sortir du cadre de ltinventionil REVEN1eATIONs 1' Circuit intégré à transistors, qui constitue un circuit dtattaque raccordé à une charge inductive, par exemple un enroulement de relais, et qui contient au moins un étage dtatta- que à transistors raccordé à un transistor de sortie, caractérisé en ce que ce circuit dans le but de limiter les crêtes de courant inductives, contient au moins une diode intégrée à avalanche qui est branchée entre un point de raccordement destiné à la charge inductive et un point à un potentiel de référence, de manière que, en mame temps qutune crête de tension apparatt, la diode à avalanche devienne conductrice, ce qui.a pour conséquence que le transistor de sortie devient conducteur en vue de dériver le courant de charge qui apparat dans la charge inductive. 2. Circuit à transistors selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diode à avalanche est branchée entre une des bornes de la charge et la base du transistor de sortie'0 Dl Circuit à transistors selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit collecteur-émetteur de sortie d'un pré-amplificateur à transistors est branché entre le collecteur et la base du transistor de sortie susmentionné et que la diode à avalanche est branchée entre un point de la charge et la base dudit pré-amplificateur à transistors 4il Circuit à transistors selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un certain nombre de diodes à avalanche sont branchées en série entre la charge et la base dudit transistor de sortie0