Brevet FR2212582A1 — publié le 19740726

La présente invention est relative aux circuits de régulation de tension, dans lesquels la tension appliquée a une charge est comparée à une tension de référence fournie par un organe de référence, tel qu'une diode de Zener, pour engendrer la tension d'erreur qui sert à commander un organe de régulation monté en série avec la charge. On utilisait, jusqu'ici, comme organe de référence de tels circuits, des diodes de Zener, surtout dans le cas ot il s'agissait de stabiliser une tension de faible valeur, car ces diodes permettaient d'obtenir, de façon économique, une référence de tension stable. Cependant, si l'on désire obtenir une bonne stabilité, le courant nécessaire à l'alimentation 'de ces diodes de Zener doit être assez élevé, surtout pour les valeurs de la tension régulée inférieures à 5 Volts. Dans certains- cas, le courant consommé par la diode de Zener, ajouté au -vourant propre du circuit de régulation,peut alors devenir prohibitif. L'invention a pour but de fournir un circuit de régulation de tension qui, tout en utilisant une diode de Zener comme organe de référence, a une consommation propre de courant plus faible que celle des circuits de régulation de la technique antérieure. Elle a donc pour objet un circuit de régulation d'une tension, du type comportant un organe de régulation monté en série entre une borne d'entrée de la tension à réguler et une borne de sortie fournissant la tension régulée, l'organe de régulation étant commandé par un signal d'erreur établi par l'intermédiaire d'un organe de référence alimenté à partir de ladite borne d'entrée, ce circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens interrupteurs branchés entre ledit organe de référence et ladite borne d'entrée et ladite borne de sortie, ou l'une des deux seulement, si le montage de base ne necessite pas la double alimentation,-et un générateur d'impulsion connecté auxdits moyens interrupteurs pour couper périodiquement l'alimentation dudit organe de référence.Grâce à ces caractéristi ques, le cirait de régulation de tension suivant 1-' invention fonctionne périodiquement,de telle sorte que le courant consommé par ce circuit est réduit dans le rapport de son cycle de forc~i~rroncnt. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels la Fig. 1 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit de stabilisation suivant l'invention, et la Fig. 2 est un graphique de la tension régulée fournie par le circuit de la Fig. 1, en fonction du temps. Suivant le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1, le circuit de régulation de tension suivant l'invention comporte une borne d'entrée 1 raccordée à une source de tension à stabiliser (non représentée) et une borne de sortie 2, à laquelle est connectée une charge 3. Cette dernière peut être de toute nature. La borne d'entrée 1 est reliée à la borne de sortie 2 par l'intermédiaire d'un circuit série constitué par un organe de régulation 4 qui, dans l'exemple représenté, est un transis- tor PNP, une résistance 5 connectée entre la borne de sortiè 2 et le collecteur du transistor 4, une diode 6 de redressement et une self de filtrage 7. La jonction 8 de la diode 6 et du transistor 4 (l'émetteur) est reliée à la masse par l'intermédiaire dtun condensateur de filtrage 9. L'organe de référence de ce circuit de régulation est constitué par une diode de Zener 10 qui est reliée, d'une part à la masse et, d'autre part, à un circuit série comprenant une résistance 11, une résistance 12 et le parcours collecteur-émetteur d'un transistor 13 dont l'émetteur est relié à la jonction 8. La jonction des résistances 11 et 12 est connectée à la masse au moyen d'une diode de Zener 14 qui a pour but de réguler le courant d'alimentation de la diode de Zener 10. La tension de référence, créée par la diode de Zener 10, est appliquée à l'entrée d'un circuit de comparaison 15 comportant des transistors 16 et 17 connectés en un montage différentiel. Les émetteurs des deux transistors sont reliés ensemble et à une résistance de polarisation 18 qui est reliée, par ailleurs, à la masse. Les collecteurs des transistors 16 et 17 sont reliés à la jonction 8 par l'intermédiaire, respectivement, de résistances de charge 19 et 20. La base du transistor 17 est connectée à un diviseur de tension constitué par un potentiomètre 21 monté en série avec une résistance 22, cette dernière étant connectée au collecteur du transistor'4. Le potentiomètre 21 est, par ailleurs, relié à la masse par l'intermédiaire d'une diode 23 ayant pour but de compenser la dérive de température de la diode de Zener 10. Grâce à ce montage, la base du transistor 17 reçoit une tension de commande qui est proportionnelle à la tension régnant sur la borne de sortie 2 du circuit de régulation. Le collecteur du transistor 4 est relié à l'émetteur d'un transistor 24 dont le collecteur est branché, par l'intermédiaire d'une résistance 25, à la diode de Zener 10. Dans le circuit représenté, les transistors 13 et 24 forment des interrupteurs dont le fonctionnement est commandé par un circuit oscillateur 26 comportant des transistors 27 et 28. Cet oscillateur fournit des impulsicns d'une fréquence donnée sur une borne 29 qui est reliée, d'une part, à la base du transistor 13 par l'intermédiaire d'une résistance 30 et, d'autre part, à la base du transistor 24 par l'inter mediaire d'une résistance 31. Le circuit oscillateur reçoit sa tension d'alimentation au moyen d'un conducteur 32 qui est relié à la jonction 8. Le circuit oscillateur 26 est un montage multivibrateur classique et il ne sera donc pas décrit en détail ici. La borne de sortie 2 du circuit de régulation est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur tampon 33 et d'un condensateur de filtrage-34 qui éliminent les parasites à haute fréquence apparaissant sur la borne 2. Le fonctionnement de ce circuit de régulation est le suivant. Le circuit de comparaison 15 compare la tension de référence fournie par la diode de Zener 10 à la tension de signal obtenue par le diviseur de tension 21,22 et établit un signal d'erreur qui est appliqué à la base du transistor de régulation 4, ce dernier modifiant, en fonction de ce signal d'erreur, l'impédance du circuit série entre les bornes d'entrée et de sortie 1 et 2. Le montage multivibrateur 26 fournit des impulsions de commande dont la forme est repréSentée par le graphique A de la Fig. 2. Ces impu'sio.s servent à commander les transistors 13 et 24 qui permettent de couper l'alimentation de la diode de Zener 10, d'une part vis-à-vis de la tension fournie sur la borne 1 (transistor 13) et, d'autre part, vis-àvis de la tension régnant sur la borne 2 (transistor 24). Par conspuent, les transistors 13 et 24 sont rendus conducteurs au rythme des impulsions de l'oscillateur 26, de telle sorte que le circuit de régulation interrompt périodiquement son fonctionnement pour couper l'alimentation de la diode de Zener 10. Dans ces conditions, la tension de la borne 1 est transmise directement à la borne 2. Sur la Fig. 2, on a représenté en B la forme de la tension apparaissant sur la borne 2 pendant un peu plus d'un cycle complet du fonctionnement du circuit de régulation. On suppose qu'à l'instant t0, la tension sur la borne 2 est V1. A cet instant, les transistors 13 et 24 sont débloqués et, étant donné que la tension V1 n'est pas égale à la tension de consigne fixée par la diode de Zener 10, le circuit de comparaison 15 fournit un signal d'erreur qui est appliqué sur la base du transistor 4. A l'instant t0, le condensateur tampon 33 est chargé à la tension V1 mais,-à la suite de l'apparition du signal d'erreur, l'impédance du transistor 4 diminue, de telle sorte que le condensateur 33 se charge progressivement jusqu'à ce que la proportion de tension fournie par le potentiomètre 21 égalise la tension de référence de la diode de Zener 10. Cette phase de la régulation se prolonge jusqu'à l'instant t Ensuite, entre les instants tl et t2, la- régulation se I 21 poursuit normalement. Au temps t2, l'impulsion de l'oscillateur 26 (Fig. 2, courbe A) bloque les transistors 13 et 24, de telle sorte que la diode de Zener 10 est coupée de la jonction 8. I1 ne consomme donc plus aucun courant, tandis que la tension sur la borne 2 diminue progressivement, le condensateur 33 se déchargeant dans la charge 3.Cette diminution de la tension se poursuit jusqu'au temps t3, instant auquel l'oscillateur 26 débloque de nouveau les transistors 13 et 24. Ensuite, un nouveau cycle de fonctionnement commence, avec une période de régulation (t3 à t5) et une période d'absence de régulation consécutives. On voit donc que ce circuit de régulation permet de raprrocner considérablement la valeur moyenne de la tension de la borne 2, de la tension de consigne, cette régulation étant,dans de nombreuses applications, largement suffisante, tandis que la consommation de la diode de Zener est réduite uniquement aux périodes consécutives de régulation (t0 à t2 et t3 à t5, etc..). Sur la Fig. 2, la courbe C en pointillés représente la forme d'une tension régulée entre une valeur minimale V3 et la valeur de la tension de consigne V2, la différence entre V2 et V3 représentant la plage de régulation maximale d'un circuit de régulation donné, compte tenu notamment de la largeur des impulsions de commande de l'oscillateur 26 et de la constante de temps établie par le condensateur tampon 33. REVENDICATIONS 1. Circuit de régulation d'une tension, du type comportant un organe de régulation monté en série entre une borne d'entrée de la tension à réguler et une borne de sortie fournissant la tension régulée, l'organe de régulation étant commandé par un signal d'erreur établi par l'intermédiaire d'un organe de référence alimenté à partir-de ladite borne d'entrée, ce circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens- interrupteurs (13) branchés entre ledit organe de référence (10) et ladite borne d'entrée (1) et un générateur d'impulsions (26) connecté auxdits moyens interrupteurs (13) pour couper périodiquement l'alimentation dudit organe de référence. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens interrupteurs comprennent un transistor (13), dont le circuit émetteur-collecteur est branché en série avec ledit organe de référence et dont la base est reliée à la sortie (29) du générateur d'impulsions. 3. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit organe de réglage est une diode de Zener (10). 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un condensateur tampon (33) est branché en parallèle à la sortie (2) dudit circuit. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de comparaison (15), dont une première entrée est connectée audit organe de régulation (4) et dont une seconde entre est branchée de manière à recevoir la valeur de tension de ladite borne de sortie (2) du circuit, éventuellement par l'intermédiaire d'un diviseur de tension (21,22), et en ce que la sortie dudit circuit de comparaison (15) est reliée audit organe de régulation (4). 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit de comparaison (15) est un montage différentiel formé par deux transistors (16,17). 7. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des deuxièmes moyens interrupteurs (24) connectés entre ledit organe de référence (10) et la borne de sortie (2) du circuit, ces deuxièmes moyens interrupteurs (24) étant commandés par ledit générateur d'impulsions (26). 8. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu1il comprend des moyens (12,14) pour stabiliser le courant traversant ledit organe de référence (10). 9. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit générateurd'impul- sions est un multivibrateur bistable (26).