Brevet FR2679719A1 — publié le 19930129

i PROCEDE DE REGLAGE D'UN DECLENCHEUR ELECTRONIQUE L'invention concerne un procédé de réglage d'un déclencheur électronique comportant une chaîne analogique dont l'entrée est connectée à des moyens de mesure du courant, la chaîne comportant au moins une résistance de mesure connectée aux moyens de mesure du courant et au moins un premier amplificateur opérationnel connecté aux bornes de la résistance de mesure. Les déclencheurs électroniques classiques comportent un certain nombre de résistances de réglage destinées, en fin de fabrication, à ajuster avec une précision prédéterminée les caractéristiques du déclencheur Généralement un potentiomètre de réglage est connecté en série avec une résistance pour constituer la résistance de réglage Ce procédé de réglage, manuel, est long et coûteux Il a également été proposé d'utiliser des réseaux de résistances disposées en parallèle, chaque résistance du réseau étant connectée en série avec un élément fusible La fusion sélective d'un ou plusieurs de ces éléments fusibles permet de régler avec précision la valeur de la résistance équivalente au réseau Dans certains déclencheurs à microprocesseur une mémoire à accès aléatoire altérable électriquement (EAROM) est utilisée pour mettre en mémoire un facteur de correction à appliquer aux valeurs mesurées. Les procédés de réglage classiques sont longs et coûteux. L'invention a pour but un procédé de réglage automatique destiné à maintenir les caractéristiques du déclencheur dans des limites prédéterminées. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le procédé de réglage comporte une étape de réalisation, par sérigraphie sur un circuit hybride, de la résistance de mesure et d'une résistance de compensation de tension d'offset, ayant des valeurs minimums prédéterminées, et une étape de compensation de tension d'offset consistant à injecter successivement des premier et second courants de valeurs prédéterminées à l'entrée de la chaîne, à mesurer des première et seconde tensions de sortie correspondantes de la chaîne, à injecter un troisième courant de valeur prédéterminée, et à ajuster, par laser, la valeur de la résistance de compensation de tension d'offset de manière à obtenir une tension de sortie égale au produit du troisième courant et du rapport entre la différence entre les première et seconde tensions de sortie et la différence entre les premier et second courants d'entrée. On obtient ainsi une valeur très précise et très stable de la résistance de réglage. Selon un mode de réalisation préféré, la résistance de compensation de tension d'offset est connectée entre une entrée du premier amplificateur opérationnel et une tension d'alimentation. Dans certains cas la chaîne analogique du déclencheur comporte un second amplificateur opérationnel dont l'entrée non- inverseuse est reliée à la sortie par un condensateur de manière à constituer un étage intégrateur connecté en série avec le premier amplificateur Alors, pendant l'étape de compensation de tension d'offset le condensateur est court-circuité et la sortie de l'intégrateur est connectée à l'entrée inverseuse du second amplificateur par l'intermédiaire d'un troisième amplificateur opérationnel monté en inverseur. Le procédé de réglage comporte de préférence également une étape de réglage du gain de la chaîne consistant à injecter un quatrième courant de valeur prédéterminée à l'entrée de la chaîne et à ajuster, par laser, la valeur de la résistance de mesure pour obtenir une tension de sortie prédéterminée égale au produit de la résistance de mesure, de la valeur du quatrième courant et du gain La valeur du quatrième courant est choisie voisine de la valeur de seuil long retard du déclencheur. Le procédé de réglage selon l'invention permet d'obtenir une bonne précision des caractéristiques du déclencheur même lorsque les éléments actifs de la chaîne analogique sont intégrés dans un circuit intégré à la demande (ASIC) dont les caractéristiques vis à vis de la tension d'offset sont généralement médiocres Le montage de cet ASIC sur le circuit hybride comportant les résistances de réglage permet en effet d'utiliser le procédé de réglage selon l'invention et de surmonter cet inconvénient. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure unique annexée. La figure représente essentiellement la chaîne de traitement analogique du déclencheur L'entrée de celle-ci est connectée à un tore 1 de mesure du courant Les extrémités du tore sont connectées à un circuit redresseur 2, de préférence un redresseur en pont Une résistance de mesure Rl est connectée, en série avec un circuit d'alimentation 3, aux bornes de sortie du circuit redresseur 2 Le circuit d'alimentation fournit une tension Va d'alimentation de l'ensemble du déclencheur électronique On obtient ainsi aux bornes de la résistance de mesure Rl une tension représentative du courant mesuré par le tore 1. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure la tension aux bornes de la résistance de mesure Rl est appliquée, par l'intermédiaire de résistances R 2 et R 3, aux bornes d'entrées d'un premier amplificateur opérationnel 4 Une résistance R 4 est connectée en parallèle avec un condensateur Cl entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 4 et la tension d'alimentation Va La résistance R 4 et le condensateur Ci constituent un filtre passe-bas La sortie de l'amplificateur 4 est connectée à la grille d'un transistor T, de type MOS, dont le drain est connecté à la tension d'alimentation Va et dont la source est connectée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 4 par une résistance R 5 et à la masse par une résistance R 6 en parallèle sur un condensateur C 2 L'ensemble constitue un détecteur de crête. Si la fréquence de coupure du filtre passe-bas est choisie de manière appropriée, la tension Vb obtenue aux bornes de la résistance R 6 est représentative de la valeur efficace du signal d'entrée du circuit redresseur 2 Un circuit de ce type est décrit dans la demande de brevet français 2 650 395 à laquelle on se reportera pour plus de détails. Sur la figure la tension Vb est appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance R 7, à l'entrée non-inverseuse d'un second amplificateur opérationnel 5, elle-même connectée à la sortie de l'amplificateur 5 par un condensateur C 3 Une tension de référence Vr est appliquée sur l'entrée inverseuse du second amplificateur 5 par l'intermédiaire d'un troisième amplificateur opérationnel 6, monté en amplificateur suiveur. En effet, la tension Vr est appliquée sur l'entrée inverseuse du troisième amplificateur 6 dont l'entrée non inverseuse est connectée à la sortie Le second amplificateur 5 fonctionne donc en intégrateur, de constante de temps R 7 C 3, lorsque la tension Vb est supérieure à la tension de référence Vr Un tel intégrateur est notamment utilisé pour réaliser la fonction long retard du déclencheur. Sur la figure, la sortie de l'intégrateur constitue la sortie de la chaîne analogique dont la précision doit être ajustée par l'invention La tension Vc de sortie de l'intégrateur à l'entrée d'un circuit de sortie 7, par exemple un circuit de comparaison fournissant un signal de déclenchement D lorsque la tension Vc atteint un seuil prédéterminé. L'ensemble des éléments de la chaîne analogique est réalisé sur un circuit hybride à couche épaisse Les éléments actifs sont de préférence réunis dans un circuit intégré à la demande (ASIC) lui-même implanté sur le circuit hybride Les résistances sont formées par sérigraphie sur le circuit hybride. La fonction de transfert de la chaîne analogique peut être mise sous la forme: Vc = a VR 1 + b ( 1) o a est le gain de la chaîne, VR 1 la tension aux bornes de la résistance de mesure Rl et b la tension d'offset de la chaîne analogique. Le procédé de réglage comporte une étape de compensation de la tension d'offset b Cette étape consiste tout d'abord à inj ecter successivement, à l'entrée du redresseur 2, deux courants sinusoïdaux, dont les valeurs Il et I 2 après redressement sont connues Les valeurs Vcl et Vc 2 correspondantes du signal Vc de sortie de la chaîne sont mesurées Dans le mode de réalisation représenté o la chaîne analogique comporte un intégrateur, la constante de temps de celui-ci est éliminée en court-circuitant (pointillés) son condensateur C 3 pendant l'étape de compensation de la tension d'offset Simultanément, la tension Vc est appliquée à l'entrée de référence de l'amplificateur 6 comme indiqué en pointillés sur la figure Les valeurs Vcl et Vc 2 sont alors de la forme: Vcl = a R 1 I 1 + b ( 2) Vc 2 = a Rl I 2 + b ( 3) soit a Rl = (Vcl-Vc 2)/(I 1-I 2) ( 4) Un courant sinusoïdal, de valeur I 3 après redressement connue, est ensuite appliqué à l'entrée du redresseur La résistance R 4, préalablement sérigraphiée de manière à avoir une valeur minimale prédéterminée, joue le rôle de résistance de compensation de la tension d'offset En effet, cette résistance connectée entre l'alimentation Va et une entrée du premier amplificateur opérationnel 4 constitue une résistance de mode commun Sa valeur est ajustée par laser de manière à obtenir en sortie une tension Vc 3 telle que: Vc 3 = a Rl I 3 ( 5) Vc 3 = I 3 (Vcl Vc 2) / (Il I 2) ( 6) On peut bien entendu choisir I 3 tel que I 3 = Il et on obtient alors: Vc 3 = (Vcl Vc 2) / ( 1 I 2/Il) ( 7) L'utilisation d'une résistance de compensation (R 4) réalisée par sérigraphie sur un circuit hybride à couche épaisse permet un ajustage dynamique très rapide de la tension d'offset utilisant la tension Vc 3 de sortie comme valeur de consigne. L'invention n'est nullement limitée à l'utilisation de la résistance R 4 comme résistance de compensation En effet, la résistance R 2 pourrait, de même, servir de résistance de compensation. La résistance de mesure Rl est, de manière analogue, utilisée pour régler le gain de la chaîne Le réglage de la tension d'offset étant réalisé, la chaîne est remise dans son état de fonctionnement normal, c'est à dire que les connexions représentées en pointillés sur la figure sont supprimées et une tension de référence Vr appliquée à l'entrée de l'amplificateur 6 Un courant de valeur prédéterminée I 4, voisine de la valeur de seuil long retard, est appliqué à l'entrée de la chaîne La valeur de la résistance de mesure Ri, préalablement à une valeur minimum, est ajustée par laser de manière à fournir une tension de sortie Vc 4 de valeur prédéterminée telle que: Vc 4 = R 1 I 4 k ( 8) Le coefficient k correspond au gain désiré ou, dans le mode de réalisation représenté, au produit du gain désiré de la chaîne et du rapport entre la tension de réfèrence Vr mesurée et la tension de référence nominale désirée. Dans un mode de réalisation préférentiel la valeur I 4 est égale à 1,125 Is, Is étant le seuil long retard. Le procédé de réglage selon l'invention est applicable à toute chaîne de traitement analogique comportant au moins un amplificateur opérationnel Il permet d'éliminer la tension d'offset de la chaîne au moyen d'une résistance de mode commun sérigraphiée sur un circuit hybride et dont la valeur est ajustée au laser au cours d'un réglage dynamique De plus, il permet d'ajuster avec précision le gain de la chaîne au moyen d'une résistance d'entrée, elle aussi sérigraphiée sur le circuit hybride et connectée entre les bornes d'entrée du premier amplificateur. Bien que le circuit représenté ne comporte qu'une seule phase, il est bien évident que le même procédé est applicable au réglage d'un déclencheur polyphasé. REVENDICATIONS 1 Procédé de réglage d'un déclencheur électronique comportant une chaîne analogique dont l'entrée est connectée à des moyens ( 1) de mesure du courant, la chaîne comportant au moins une résistance de mesure (Ri) connectée aux moyens ( 1) de mesure du courant et au moins un premier amplificateur opérationnel ( 4) connecté aux bornes de la résistance de mesure, procédé caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réalisation, par sérigraphie sur un circuit hybride, de la résistance de mesure (Ri) et d'une résistance (R 4) de compensation de tension d'offset, ayant des valeurs minimums prédéterminées, et une étape de compensation de tension d'offset consistant à injecter successivement des premier (Il) et second (I 2) courants de valeurs prédéterminées à l'entrée de la chaîne, à mesurer des première (Vcl) et seconde (Vc 2) tensions de sortie correspondantes de la chaîne, à injecter un troisième courant (I 3) de valeur prédéterminée, et à ajuster, par laser, la valeur de la résistance de compensation de tension d'offset (R 4) de manière à obtenir une tension de sortie (Vc 3) égale au produit du troisième courant et du rapport entre la différence entre les première et seconde tensions de sortie et la différence entre les premier et second courants d'entrée (Vc 3 = I 3 (Vcl-Vc 2)/(I 1- I 2)). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance (R 4) de compensation de tension d'offset est connectée entre une entrée du premier amplificateur opérationnel ( 4) et une tension d'alimentation (Va). 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chaîne analogique comportant un second amplificateur opérationnel ( 5) dont l'entrée non-inverseuse est reliée à la sortie par un condensateur (C 2) de manière à constituer un étage intégrateur connecté en série avec le premier amplificateur ( 4), pendant l'étape de compensation de tension d'offset le condensateur (C 2) est court- circuité et la sortie de l'intégrateur est connectée à l'entrée inverseuse du second amplificateur ( 5) par l'intermédiaire d'un troisième amplificateur opérationnel ( 6) monté en inverseur. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réglage du gain de la chaîne consistant à injecter un quatrième courant (I 4) de valeur prédéterminée à l'entrée de la chaîne et à ajuster, par laser, la valeur de la résistance de mesure (Ri) pour obtenir une tension de sortie prédéterminée égale au produit de la résistance de mesure, de la valeur du quatrième courant et du gain (Vc 4 =k I 4 R 1). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur du quatrième courant (I 4) est voisine de la valeur de seuil long retard du déclencheur. 6 Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé,en ce que la valeur du gain de la chaîne est fonction du rapport entre une tension de référence mesurée (Vr)à appliquée à la chaîne et une tension de référence nominale prédéterminée. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments actifs ( 4,5,6,T) de la chaîne analogique sont intégrés dans un circuit intégré à la demande monté sur le circuit hybride.