Brevet FR2634601A1 — publié le 19900126

Circult électronique de protecUon contre les surtensions et les surintensités la présente invention concerne un circuit électronique de protection contre les surtensions et les surintensités. Pour protéger des dispositifs électroniques contre les surtensions ou les surintensités il est connu d'insérer dans les alimentations régulées utilisées pour apporter l'énergie électrique nécessaire à leur fonctionnement, des circuits de protection qui sglssent généralement par blocage du transistor ballast de l'alimentation régulée ou par délestage pour diminuer la puissance dissipée par le transistor ballast.Bien que ces circuits de protection s'avèrent être très efficaces pour protéger les alimentations régulées et également pour assurer une protection des dispositifs alimentés par celles-ci contre les surtensions, ceux-ci ne peuvent résoudre certains problèmes de protection spécifiques comme celui de la protection d'appareils périphériques recevant leur alimentation de divers appareils de base au travers de liaisons amovibles ou encore celui d'assurer la protection d'un équipement contre toute surintensité lors de sa première mise sous tension, provoquée par des courts circuits, des inversions de circuit intégré, départ en "latch up" ou en blocage des circuits CMOS etc. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, I'invention a pour objet, un circuit électronique de protection contre les surtensions, et les surintensités, interpossble entre une source d'alimentation en courant continu et un circuit d'utilisation alimenté en courant par cette source, caractérisé en ce qu'il comprend - un interrupteur de courant à transistor, placé en série entre la source d'alimentation et le circuit d'utilisation, couplé à un détecteur de seuil au travers d'un. circuit de commande pour commander le passage du courant au travers de l'interrupteur de courant lorsque la tension fournie par la source d'alimentation est en dessous d'une valeur de tension de seuil déterminée et bloquer le passage du courant dans le cas contraire lorsque la tension fournie par la source d'alimenta- tion est supérieure au seuil de tension déterminée - un circuit de contre-réaction parallele, couplé entre le circuit d'utilisation et le circuit de commande pour bloquer le passage du courant dans l'interrupteur de courant lorsque le débit en courant demandé par le circuit d'utilisation dépasse une valeur de courant déterminée - et un circuit de polarisation pour bloquer la conduction de l'interrupteur de courant lorsque le sens de la tension continue fournie par la source d'alimentation appliquée au circuit électronique de protection est inversée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront ci-après å laide de la description qui va suivre faite en regard de Ia figure unique annexée qui représente, à l'intérieur d'un rectangle en pointillé 1, un mode de réaliså- tion d'un circuit électronique de protection selon l'invention. Ce circuit est couplé entre deux bornes de sortie A et B d!une source d'alimentation en courant et tension continue 2 et deux bornes d'entrée d'un circuit d'utilisation 3. Dans ce montage le potentiel de la borne A est positif par rapport 'a celui de la borne B . Le circuit 1 comprend, représenté également å l'intérieur de ligne fermées en pointillés un interrupteur de courant 4, un détecteur de seuil 5, un circuit de commande 6, un circuit de contre réaction parallèle 7, un circuit de polarisation 8 etune ligne de masse 9 reliant la borne B de la source l'alimentation à la borne D du circuit d'utilisation. L'interrupteur de courant 4 est formé par un transistor 10 de type PNP, relié par son émetteur à la borne A de la source d'alimentation et par son collecteur à la borne C du circuit d'utilisation. Le détecteur de seuil 5 comporte une résistance 11 et une diode Zener 12 reliées dans cet ordre en série entre les bornes A et B de la source d'alimentation 2, l'anode de la diode zener 12 étant reliée à la ligne de masse . I1 comporte également un condensateur 13 relié en parallèle aux extrémités de la résistance Il. Le circuit de commande 6 comprend un transistor de commande 14 de type PNP dont l'émetteur et le collecteur sont reliés respectivement à d'émetteur et à la base du transistor 10. la base du transistor 14 est reliée au point commun à la résistance 11 et à la diode Zener 12 au travers de la résistance 15. Le circuit de contre réaction parallèle 7 comprend, une résistance 16 et une diode 17 reliées en série entre d'une part, le point commun aux résistances 11 et 15 et à la diode Zener 12 et d'autre part, le collecteur du transistor 10 ; la cathode de la diode 17 étant reliée au collecteur du transistor 10. Enfin, le circuit de polarisation 8 se compose d'une résistance 18 reliée d'une part, entre le point commun à la base du transistor 10 et au collecteur du transistor 14 et d'autre part, à la ligne de masse 9. La tension nominale de seuil de la diode Zener 12 est choisie supérieure à la tension nominale de la tension fournie par la source d'alimentation 2. Lorsque les conditions de fonctionnement du circuit 1 sont normales aucun courant ne circule dans le transistor 14. Par contre, le transistor 10 qui a sa base reliée à la ligne de masse 9 au travers la résistance 18, est traversé par le courant demandé par le circuit d'utilisation 3. Pour permettre une insertion aisée du circuit 1 entre la source d'alimentation 2 et le circuit d'utilisation 3 sans avoir à ajuster la tension nominale de la source d'alimentation, un choix judicieux de la valeur de la résistance 18, permet de faire travailler le transistor 10 à saturation, la chute de tension développée entre émetteur et collecteur étant alors très faible, de quelques dizaine de volts. lorsque pour une raison quelconque, la tension fournie par la source d'alimentation 2 dépasse la tension nominale de seuil de la diode Zener 12, un courant circule dans la résistance 15 et le transistor 14 devient conducteur. En court-circui- tant ainsi la jonction base émetteur du transistor 10, le transistor 14 bloque la conduction du transistor 10 et protège en cas de surtension le circuit d'utilisation 3. Naturellement, cette protection n'est assurée que pour une limite raisonnable qui est définie par les limites des tensions admissibles entre collecteurs et émetteurs des transistors 10 et -14, la dissipation thermique admissible de la résistance 18 et le courant admissible dans la diode Zener 12. Egalement, le transistor 10 est bloqué et protège le circuit d'utilisation lorsque pour une raison quelçonque, une inversion dans le sens des connexions du circuit 1 aux bornes A et B de la source d'alimentation 2 se produit entraînant une inversion de la tension appliquée sur le détecteur de seuil 5. Enfin, en cas de consommation exagérée en 'courant du circuit d'utilisation 3, le courant traversant le transistor 10 augmente, et provoque une chute de tension entre l'émetteur et le collecteur du transistor 10. Cette chute de tension est transmise sur la base du transistor 14 par les résistances 15, 16 et la diode li. Le transistor 14 commence alors à conduire, la chute de tension produite entre collecteur et base diminue jusqu'à bloquer la conduction du transistor 10 lorsque le courant traversant le circuit d'utilisation 3 dépasse la valeur normale de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. circuit électronique de protection contre les surtensions, et les surintensités(l), interposable entre une source d'alimentation (2) en courant continu et un circuit d'utilisation (3) alimenté en courant par cette source, caractérisé en ce qu'il comprend - un interrupteur de courant à transistor (4) placé en série entre la source d'alimentation et le circuit d'utilisation (3), couplé à un détecteur de seuil (5) au travers d'un circuit de commande pour commander le passage du courant au travers de l'interrupteur de courant (4) lorsque la tension fournie par la source d'alimentation (2) est en dessous d'une valeur de tension de seuil déterminée et bloquer le passage du courant dans le cas contraire lorsque la tension fournie par la source d'alimentation (2) est supérieure au seuil de tension déterminée - un circuit de contre-réaction parallèle (7) couplé entre le circuit d'utilisation et le circuit de commande pour bloquer le passage du courant dans l'interrupteur de courant lorsque le débit en courant demandé par le circuit d'utilisation dépasse une valeur de courant déterminée - et un circuit de polarisation (8) pour bloquer la conduction de l'interrupteur de courant lorsque le sens de la tension continue fournie par la source d'alimentation appliquée au circuit électronique de protection est inversée. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que - I'interrupteur de courant (4) est formé par un premier transistor (10) relié en série avec le circuit d'utilisation (3) entre une première borne et une deuxième borne de la source d'alimentation (2) - le circuit détecteur de seuil (5) comprend une résistance (11) et une diode Zener 12 reliées en série entre les première et deuxième bornes de la source d'alimentation. - le circuit de commande 6 comprend un deuxième transistor 14 relié d'une part, par ses électrodes d'émetteur et de collecteur à la jonction base émetteur du premier transistor (10) et d'autre part, par son électrode de base au point commun à la résistance (11) et à la diode Zener (12) du détecteur de seuil (5). - le circuit de contre-réaction parallèle (7) comprend une résistance (16) et une diode (17) reliées en série entre le collecteur du premier transistor (10) et la base du deuxième transistor (14) et en ce que le circuit de polarisation 8 comprend une résistance (8) reliée entre la base du premier transistor et la deuxième borne de la source d'alimentation.