Brevet FR2208243A1 — publié le 19740621

La présente invention se rapporte à un protecteur de polarité à insérer entre des bornes connectées sur une source de potentiel et un moyen formant charge, la polarité d'entrée de ce moyen formant charge devant être constante, quelles que soient les polarités de bornes d'alimentation en potentiel. L'invention s'applique particulièrement,mais elle n'est en aucun cars limitée, au domaine de la téléphonie, où un transducteur doit souvent pouvoir fonetionner sur une ligne téléphonique, dont la polarité est variable, mais le transducteur nécessite une entrée à polarité constante. Un exemple type d'un tel transducteur est un amplificateur d' écouteur, pour exciter un électrète ou un microphone semblable, à la place du microphone classique au carbone. Deux types principaux de protecteur de polarité ont été employés dans ce cas, l'un étant un redresseur en pont à diodes à deux alternances, l'autre comportant deux amplificateurs connectés en sens opposés, de sorte que, quels ce soit la façon dont les amplificateurs sont connectés à l'alimentation, l'un sera toujours palarisé de façon correcte. La dernière de ces tentatives est difficile à obtenir dans la pratique, n'est pas économique et ast conteuse. le rectificateur à diodes à deux alternances est simple, mais la chute de tension qu'il provoque est trop importante pour une utilisation téléphonique, comme cela sera expliquéci-après. le circuit de la présente invention créé un moyen simple et efficace pour assurer une polarité constante de sortie, avec une faible chute de potentiel dans le circuit, et a,de plus, l'avantage de pouvoir être utilisé, soit avec des transistors à effet de champ, soit avec des transistors bipolaires. Ainsi, selon la présente invention, un protecteur de polarité comporte des première et seconde bornes d'entrée pour connection à une alimentation de potentiel, et des première et seconde bornes de sortie, pour connection sur un moyen formant charge ; il comporte également des premier, second, troisième et quatrième transistors, lesdits premier et troisième transistors étant d'un type de conductivité opposée, lesdits second et quatrième transistors étant d'un type de conductivité opposée, et lesdits premier et second transistors étant du même type de conductivité, les électrodes de commande desdits premier et quatrième transistors puisant un potentiel d'excitation de ladite première borne d'entrée et lesdits second et troisième transistors puisant un potentiel de ladite seconde borne d'entrée, ladite première borne d'entrée étant connectée à travers ledit second transistor à ladite seconde borne de sortie, et à travers ledit troisième transistor à ladite première borne de sortie, et ladite seconde borne d'entrée étant connectée à travers ledit premier transistor à ladite seconde borne de sortie et à travers ledit quatrième transistor à ladite première borne de sortie. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle -ci apparaîtront mieux au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lRuels: - la figure 1 est un schéma de circuit d'un redresseur en pont à diodes à deux alternances, utilisé comme protecteur de polarité selon l'art antérieur - la figure 2 est un schéma d'un circuit protecteur de polarité selon la présente invention ; et - la figure 3 est un schéma de circuit d'un mode de réalisation de la présente invention. En reportant maintenant aux dessins, et en particulier à la figure 1, elle représente un.protecteur de polarité selon l'art antérieur. le protecteur de polarité est, en fait, un redresseur en pont à diode-s à deux alternances ayant des diodes D1 à D4 inclus, des bornes d'entrée A et B pour connection sur une alimentation de potentiel, et des bornes de sortie G et D pour connection sur une charge.La borne A est connectée à l'anode de D1 et à la cathode de D4. la cathode de D1 est connectée à la borne D et l'anode de D4 est connectée à la borne C. la borne B est connectée à l'anode de D3 et à la cathode de D2. La cathode de D3 est connectée à borne D et l'anode de D2 est connectée à la borne C. Si le potentiel apparaîssant sur la borne A est positif, D1 est conducteur et le potentiel apparaîssant sur la borne D est le même que sur la borne A, mins la chute de potentiel dans une diode. De même, la diode D2-sera conductrice, étant donné que la borne B est négative, et la borne C atteindra le même potentiel que la borne B, moins la chute de potentiel dans une diode. Si les polarités d'entrée sont inversées, les diodes D4 et D3 seront conductrices, à la place de D1 et D2, respectivement, et il en résultera que la borne D sera positive et la borne C sera négative.Ainsi, les polarités des bornes C et D sont les mêmes, quelles quesoSent les polarités des bornes A et B. Cependant, dans chaque cas, le potentiel sur C et D est inférieur de la chute de potentiel dans deux diodes par rapport à celui sur A et B et, en particulier dans des applications téléphoniques, cela peut être une perte de pourcentage importante de la tension de sortie disponible. le circuit de base de la présente invention est illustré sural figure 2. Il comporte des bornes d'entrée et de sortie A, B et C, D, respectivement - la borne d'entrée A étant connectée à la borne de sortie D à travers un transistor Q3 et la borne d'entrée B étant connectée à la borne de sortie C à travers un transistor Q1, Q1 et Q3 étant d'un type de conductivité opposé . la borne A est connectée à la borne C à travers le transistor Q2, et la borne B est connectée à la borne D à travers le transistor Q4, Q2 et Q étant d'un 4 type de conductivité opposé . Comme indiqué ci-dessus, les transistors Q1 à Q4 inclus peuvent être soit des transistors à effet de champ, soit des transistors bipolaires, suivant ltenvironnement auquel le protecteur de polarité est appliqué. On s\ip p6 se qu'il est nécessaire que la borne D soit toujours positive et que la borne C soit toujours négative, la borne A étant positive et la borne étant négative. Ainsi, il est nécessaire que les transistors Q1 et Q3 soient tous deux excités pour effectuer les connections A - D et B - G. On considère maintenant que la borne A est négative et que la borne B est positive. Il est maintenant nécessaire que les transistors Q2 et Q4 soient excités, pour effectuer les connections A - C et B - D. Gela est obtenu si Q1 et Q2 sont du même type de conductivité, c'est-à-dire que tous deux conduisent du courant de ou vers la borne C, suivant la polarité désirée pour cette dernière, mais ils sont excités sélectivement, en liant ltélectrode de commande de Q1 à la borne A et l'électrode de commande-de Q2 à la borne B. Ainsi, si la borne C doit être négative, l'écoulement de courant à travers Q1 ou Q2 est de A à C ou de B à C, respectivement, suivant que Q1 ou Q2 est excité. Ainsi, Q1 et Q2 nécessitent tous deux des potentiels d'excitation positifs, et si la borne A est positive, Q1 sera excité, accomplissant la connection B - C, et si la borne B estpositive, Q2 sera excité, accomplissant la connection A - C. Ainsi, la borne C est inconditionnellement négative. les transistors Q3 et Q4 sont connectés d'une façon tout à fait analogue, pour assurer la polarité positive inconditionnelle de la borne D. Plus clairement, pour exciter les transistors, le potentiel minimal appliqué est le potentiel d'excitation, qui, pour des dispositifs à effet de champ, est VT, et pour des transistors bipolaires est VBE Cependant, lorsque les transistors appropriés sont excités, la seule chute en série se produit à travers les électrodes d'entrée et de sortie des transistors, et elle est considérablement inférieure à la chute correspondante à travers le pont du rectificateur à diode classique.De même, en connectant les électrodes de commsnde des transistors comme illustré les potentiels d'excitation appropriés sont automatiquement appliqués, suivant les polarités des bornes d'entrée, et on évite le besoin d'utiliser un circuit de commande logique séparé. La figure 3 illustre un mode de réalisation du circuit de la figure 2, utilisant des transistors bipolaires. -Le circuit comprend des bornes d'entrée A et B, adaptées pour une connection à une source d'alimentation. La borne A est connectée, à travers Une première résiste Ri , à la base d'un transistor 2 l'émetteur de T1 est connecté à la borne B. La borne A est également connectée à l'émetteur d'un transistor T2, dont le collecteur est connecté à une borne C. La base de T2 est connectée, à travers une seconde résistance R2, à la borne B. La borne B est connectée, à travers une troisième résistance @3, à la base d'un transistor T3. L'émetteur de T3 est connecté à la borne A. la borne B est également connectée à l'émetteur d'un transistor T4, dont le collecteur est connecté à une borne D. La base de T4 est connectée, à travers une quatrième résistance R4, à la borne A. les transistors T1 et T2 sont tous deux du type XPN, et T3 et T4 sont du type PNP. On suppose maintenant qu'un potentiel positif est appliqué à la borne A. Ce potentiel est appliqué à la base T1, à travers la première résistance R1, et à travers la quatrième résistance R4 à la base de T4. Maintenant, 4. étant donné que T4 est un transistor PNP, un potentiel positif appliqué à sa base ne le rendra pas conducteur. Cependant, T1 est conducteur. Etant donné qu'un potentiel positif est appliqué à la borne A, un potentiel négatif est appliqué à la borne B. Etant donné que T1 est excité, un potentiel négatif apparat de façon évidente à la borne C. le potentiel négatif à la borne B est également appliqué à la base de T3, à travers R3 et à la base de T2, à travers R2. Etant donné que T3 est du type PNP, la borne négative à sa base le rend conducteur, et, par conséquent, un potentiel positif apparaît à la borne de sortie. On considère maintenant le cas où la borne A est négative et où la borne B est positive. Maintenant, au lieu que T1 et T3 soient conducteurs, T2 et T4 sont conducteurs, et la polarité de potentiel de la borne B passe donc à la borne D, c'est-àdire qu'elle devient positive. Inversement, la borne C est négative. Ainsi, la borne D doit être positive et la borne G négative, e soit la polarité des bornes A et B. Pour ce circuit, la chute de potentiel totale en série est à travers les deux jonctions collecteur-émetteur et est, par conséquent, (VCESAT de T1) + (VcEsAT de T3) ou (VCESAT de T2) + (VCESAT de T4). Dans des limitations pratiques, ces pertes peuvent être à peu près négligeables, et en utilisant une technologie plane au silicium bipolaire classique, et avec une étude d'appareils appropriés, la chute totale dans le circuit peut être aussi faible que 150 mV. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Protecteur de polarité du type ayant des première et seconde bornes d'entrée, pour connection à une source de potentiel, et des première et seconde bornes de sortie, pour connection sur une charge, caractérisé par des premier, second, troisième et quatrième transistors, lesdits premier et second transistors étant d'un type de conductivité, et lesdits troisième et quatrième transistors étant d'un autre type de conductivité, les électrodes de commande desdits premier et quatrième transistors dérivant un potentiel d'excitation de ladite première borne d'entrée, et les électrodes de commande desdits second et troisième transistors dérivant un potentiel d'excitation de ladite seconde borne d'entrée, ladite première borne d'entrée étant connectée, à travers ledit second transistor, à ladite seconde borne de sortie, et à travers ledit troisième transistor, å ladite première borne de sortie, et ladite seconde borne d'entrée étant connectée à travers ledit premier transistor à ladite seconde borne de sortie, et à travers ledit quatrième transistor à-ladite première borne de sortie. 2.- Protecteur de polarité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier, second ,troisième et quatrième transistors précités sont des transistors bipolaires, les électrodes de commande desdits premier, second, troisième et quatrième transistors étant les électrodes de base desdits premier, second, troisième et quatrième transistors. 3.- Protecteur de polarité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premier et second transistors précites sont des transistors bipolaires NPN, et en ce que les troisième et quatrième transistors précités sont des transistors bipolaires PNP. 4.- Protecteur de polarité selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les électrodes de base des premier et quatrième transistors bipolaires précités sont respectivement connectées à travers des première et quatrième résistances à la première borne d'entrée précitée, et en ce que les électrodes de base des second et troisième transistors bipolaires précités sont respectivement connectéffl à travers des seconde et troisième résistances à la seconde borne d'entrée précitée. 5.- Protecteur de polarité selon la revendication 2, caractérisé en ce que les électrodes de base des premier et quatrième transistors bipolaires précités sont respectivement connectées, à travers des première et quatrième résistances à la première borne d'entrée, et en ce que les électrodes de base des second et troisième transistors bipolaires précités sont respectivement connectes à travers des seconde et troisième résistances à la seconde borne d'entrée précitée. 6.- Protecteur de polarité selon la revendication 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que les premier et second transistors précités sont des transistors bipolaires NPN, en ce que les troisième et quatrième transistors précités sont des transistors bipolaires PNP, les collecteurs desdits second et quatrième transistors étant respectivement connectés aux seconde et première bornes de sortie précitées, et les émetteurs des premier et troisième transistors étant respecti ve-ment connectés aux seconde et première bornes d'entrée précitées. 7.- Protecteur de polarité selon la -revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second transisto précités -sont des transistors à effet de champ du type à enrichissement du canal N, et en ce que les troisième et quatrième transistors précités sont des transistors à effet de champ du type à qn-Chksement du canal P. 8.- Protecteur de polarité selon la revendication 7, caractérisé en ce que les électrodes de commande des premier, second, troisième et quatrième transistors à effet de champs précités, sont les grilles desdits transistors à effet de champ