Brevet FR2319229A1 — publié le 19770218

L'invention concerne un montage de protection contre les surtensions comportant une diode Zener, pour des systèmes électroniques montés dans un véhicule automobile, notamment pour une installation d'inSection de carburant contenant dea circuits intégrés0 Les montages de protection contre les surtensions, y compris ceux qui comportent des diodes Zener pour assurer une protection contre les pointes de tension inadmissibles, sont en soi connus. De tels montages de protection sont fréquemment co-rsti- tués en ce que 1a tension de sortie est stabilisée sur une tension de Zener par la disposition d'une diode Zener. On évite ainsi les fluctuations de tension. Dans les installations d'inJection de carbet rant électroniques qui > dans un véhicule automobile, assurent la préparation correcte du mélange de carburant et d'air envoyé aux cylindres du moteur à combustion interne, l'alimentation électrique, assurée par les moyens du bord, c' est-à-dire habituellement par la batterie, par exemple pendant le démarrage, cu par la génératrice pendant la marches est encore sollicitée par d'autres récepteurs branchés constamment ou temporairement0 Pour cette raison, il est connu qutil se produit des fluctuations de tension importantes, même lors du fonc- tionnement normal d'un véhicule automobile, ce fonctionnement allant du démarrage à la vitesse de rotation maximale de la génératrice. Ces fluctuations, qui correspondent au fonctionnement que l'on dit normal, ne peuvent pas ou ne sont pas habituellement stabilisées, et arrivent sans changement aux composants récepteurs de l'installa- tion d'inection de carburant. Ces composants comprennent les enroulements de commande des soupapes d'in3ection et les éléments électroniques du circuit qui comportent aussi, dans la plus large mesure, des circuits intégrés. Bn règle générale, 11installation d'in Section de carburant d'un véhicule automobile est déterminée pour que les fluctuations de tension de fonctionnement normal servent de support d'information et soient exploitées par le circuit luimime, en vue d'une compensation. D'autre part, il se produit aussi, dans le réseau de bord d'un véhicule automobile, lors de la mise en circuit et hors circuit des divers récepteurs électriques, des surtensions qui ne peuvent plus 8trie considérées comme des fluctuations de tension normales et dont la durée est, du reste, la plupart du temps, courte. Ces surtensions peuvent atteindre des valeurs allant jusqu'à quelques centaines de volts et entratnent la destruction des circuits électroniques. Une source permanente de telles surtensions est constituée, par exemple, par l'installation d'allumage.Sur les conducteurs secondaires de l'installation d'allumage, il se produit, lors de l'éclatement des étincelles, des sauts de tension très hauts et très raides qui sont couplés en tant qu'ondes parasites sur tous les conducteurs électriques du véhicule automobile. Lors de la marche sans batterie, il peut aussi se produire de très fortes augmentations de la tension fournie par la génératrice, lorsqu'un récepteur prenant une grande intensité est coupé. Cela provient principalement de ce que l'intensité du champ magnétique d'excitation de la génératrice ne peut pas être abaissée en temps voulu et de façon suffisamment rapide. Dans les circuits et montages électroniques, à composants distincts, montés dans un véhicule automobile, par exemple les circuits de commande d'une installation d'injection d'essence, de Iiallumage, de la bofte de vitesses et d'organes similaires, on obtint une protection suffisante contre les surtensions de ce genre par un dimensionnement correspondant du circuit et par un choix correspondant de composants robustes et résistants aux tensions élevées. Cela n'est cependant plus possible lorsqu'on utilise des circuits intégrés, car les tensions de claquage maximales admissibles sont imposées par la technologie et ne peuvent pas être choisies suivant le cas d'application considéré. En conséquence, l'invention a pour but de créer un montage de protection contre les surtensions, pour des systèmes électroniques intégrés disposés dans un véhicule automobile, notamment dans le cas d'une instaUation d'injection de carburant avec circuits intégrés, ce montage ne nuisant pas à la compensation naturelle des fluctuations de tension qui se produisent dans le cas normal. A cet effet, l'invention concerne un montage du type ci-dessus, caractérisé en ce que la diode Zener et un condensateur sont disposés, derrière une résistance série, en parallè- le aux bornes d'entrée du circuit intégré à protéger, et en ce que la tension de claquage de la diode Zener est déterminée pour entre audessus des fluctuations de tension se produisant pendant le fonctionnement normal de l'installation d'injection de carburant, mais au-dessous de la tension de claquage déterminante pour les circuits intégrés. On obtent ainsi un avantage en ce que le contenu d'information des fluctuations de tension qui se produisent en service normal, contenu nécessaire à l'installation d'injection électronique de carburant pour permettre, au moyen de circuits de compensation incorporés correspondants, le dosage impeccable du carburant à envoyer au moteur à combustion interne, arrive sans encombre à l'installation d'injection de carburant, les surtensions qui se produisent de façon sporatique et parasite, extr8memenT dangereuses pour les circuits intégrés, étant cependant captées de façon strie. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention. Dans ce dessin, la figure unique est un schéma d'ensemble du montage. Le bloc S représente l'installation d'injection électronique de carburant, une partie de celle-ci ou au moins le domaine partiel ou le domaine divisé de plusieurs domaines partiels, contenant des circuits intégrés et devant 4trie protégé contre l'action des surtensions. En parallèle aux bornes d'entrée t du circuit, sont branchés un condensateur C et une diode Zener D. Une résistance série N est branchée en série avec les bornes d'entrée, cette résistance étant directement soumise, par une connexion, à la tension d'alimentation . On obtient aInsi une protection pleinement efficace des parties à circuits intégrés. En effet, pour le bloc S, les pointes de surtensions contenues dans la tension d'alimentation sont limitées à la valeur de la tension de Zener. Cette tension de Zener est déterminée pour maintenir un écart de sécurité suffisant vis à vis du niveau de tension qui pourrait tre dangereux pour les circuits intégrés contenus dans la partie de circuit S. D'autre part, la tension de Zener est cependant déterminée pour ette supérieure à la fluctuation maximale de la tension on d'aLimentation Uv en fonctionnement normal. Ainsi, le montage électronizue à protéger et contenant des éléments de circuits intégrés ne reçoit pas de tension stabilisée en fonctionnement normal, la tension d'alimentation étant transmise en tant qu'information, sans titre faussée. La résistance série R v sert à limiter le courant passant dans la diode Zener pendant les impulsions de surtension sItuées au-dessus des fluctuations de tension normales et qui, parfcis, sont bien supérieures. Enfin, an moyen du condensateur, et en liai- son avec la résistance série R7p on obtiens encore une action de fil tre passe-bas pour des Impulsions de tension parasites restant infé- rieurs à la tension de Zener et pour lesquelles cette diode ne re- pond donc pas, mais qui, en raison de la croissance raide de la tension, pourraient conduire à des perturbations de fonctionnement à l'intérieur du montage électronique, par exemple en provoquant un déclenchement erroné d'étages basculants de ce montage. De plus, un ten montage procure encore une protection de la partie de montage électronique, et notamment des circuits intégrés qui y sont contenus, contre une inversion de polarité de la tension d'alimentation Uv qui peut se produire, par exemple, par mégarde, lors de l'essai du démarreur avec batterie vide. En cas d'inversion de polarité de la tension d'alimentations la tension négative envoyée au montage électronique est limitée à la tension de passage de la diode Zener D (par-exemple égale à OJ7 V environ). Dans le cas de groupes composants prenant uns intensité qui varie fortement dans le temps suivant l'état de commutation, il peut y avoir une action réciproque par suite de la chute de tension dans la résistance série R . Dans ce cas, chaque groupe composant intéressé du montage électronique est muni d'un montage de protection qui lui est propre. Il est clair qu'un tel montage de protection convient pour tous les types d'appareillages électroni- ques montés dans un véhicule automobile au moins dans la mesure où ils comportent des circuits intégrés et cù la tension d'alimentation doit demeurer non stabilisée. Bien entendu, l'invention n'est pas limite à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de rea- lisation, sans pour cela sortir du eadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N Montage de protection contre les surtensions pour des systèmes électroniques montés dans un véhicule automobiles notamment pour une installation d'injection de carburantcontenant des circuits intégrés, montage caraeAérisd en ce qu'une diode Zener (D) et un condensateur (C) sont disposés, derrière une résistance série (Rv), en parallèle aux bornes d'entrée (Ek) au circuit intégré à protéger (ss) et en ce que la tension de c'a ewage de la diode Zener (D) est déterminée pour être au-dessus des fluctuations de tension se produisant pendant le fonctionnement normal de l'installation d'injection de carburant, mais au-dessous de la tension de claquage déterminante pour les circuits intégrés.