Brevet FR2727536A1 — publié le 19960531

La présente invention concerne un montage pour charger et décharger des condensateurs accumulateurs, qui prédéterminent la tension d'alimentation de composants électroniques, par exemple dans un micro-ordinateur. Les bascules bistables de mémoire, principalement en technologie C-MOS, telles que celles qui sont utilisées dans des micro-ordinateurs et des circuits de mémoire, ont la propriété consistant en ce que, dans le cas d'une réduction de leur tension de service largement au-dessous de leur domaine de fonctionnement, elles conservent en partie leur dernier état, de sorte que, lors de la remontée de la tension de service, les anciennes données sont encore présentes pour partie. Le courant d'alimentation ne diminue pas de façon proportionnelle lors de l'interruption de la tension de service. Par exemple, dans un micro- ordinateur, lors de l'arrêt de l'oscillateur de cadencement, le courant est fortement réduit, pour tomber ensuite, avec la valeur de la tension directe de diodes, largement au-dessous des courants résiduels de condensateurs accumulateurs. Avec les tensions résiduelles qui subsistent, des circuits de remise à l'état initial ne fonctionnent plus correctement à la mise hors tension et à la mise sous tension, et des fonctionnements erronés peuvent apparaître dans le système ou l'appareil considéré. Normalement, ces problèmes peuvent être résolus de façon simple au moyen de charges ohmiques, que l'on insère ou qui sont présentes. Cependant, les charges ohmiques sont également des composants consommant du courant, qui sont indésirables dans des appareils fonctionnant sur batterie. En particulier, lorsque de gros condensateurs accumulateurs sont nécessaires, d'une manière conditionnée par le fonctionnement, il faut obtenir d'une autre manière appropriée une décharge rapide systématique des condensateurs accumulateurs lors de l'interruption, sans que la tension de service ne soit affectée en supplément lors du fonctionnement. Ce but est atteint conformément à la présente invention à l'aide d'un montage du type spécifié en introduction, qui se caractérise par un transistor à effet de champ auto-conducteur MOS branché en parallèle sur le condensateur accumulateur respectif, et par des moyens servant à produire une tension de blocage pour le transistor à effet de champ MOS auto-conducteur lors du fonctionnement du montage avec la tension de service existante. Selon une autre caractéristique de l'invention, le montage est caractérisé par un régulateur de commutation qui, par l'intermédiaire d'une pompe de charge, charge un condensateur de commande, qui est relié à l'électrode de commande du transistor à effet de champ MOS auto- conducteur respectif. Selon une autre caractéristique de l'invention, le montage est caractérisé en ce qu'une résistance est branchée en parallèle sur le condensateur de commande. Selon une autre caractéristique de l'invention, le montage est caractérisé en ce que le régulateur de commutation reçoit la tension de service au travers d'un interrupteur électronique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le montage est caractérisé par un premier condensateur accumulateur, qui est raccordé à la sortie de l'interrupteur électronique, et par un second condensateur accumulateur, qui est raccordé à la sortie du régulateur de commutation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'interrupteur électronique est actionné initialement par l'intermédiaire d'un circuit auxiliaire, lors de l'applica- tion de la tension de service, et l'actionnement de l'inter- rupteur électronique est maintenu par l'intermédiaire d'un circuit de maintien, le circuit de maintien étant actionné, alors que le régulateur de commutation travaille, par un micro-ordinateur, lorsque la tension d'alimentation est délivrée au micro-ordinateur par l'intermédiaire du second condensateur accumulateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, deux diviseurs de tension sont branchés en parallèle sur le premier condensateur accumulateur, le premier diviseur de tension signalant au micro- ordinateur, par l'intermédiaire du régulateur de commutation, une baisse de tension, à la suite de quoi le micro-ordinateur met fin à son programme et active le circuit de maintien pour ouvrir l'interrupteur électronique, tandis que, dans le cas d'une baisse supplémentaire de la tension, le second diviseur de tension bloque le régulateur de commutation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le transistor à effet de champ MOS auto-conducteur comporte, dans son circuit de drain, une résistance branchée en série, qui sert à limiter le courant de décharge des condensateurs accumulateurs. Selon une autre caractéristique, le montage comprend un un circuit de décharge, qui comporte un autre transistor à effet de champ MOS auto-conducteur, branché en parallèle sur une batterie qui prédétermine la tension de service. Selon une autre caractéristique, plusieurs transistors à effet de champ MOS sont commandés par la même tension de blocage. Le problème posé est donc résolu à l'aide d'un circuit électronique de décharge qui, dans le cas o l'on descend d'une certaine valeur, audessous de la tension de service, réalise la décharge des condensateurs accumulateurs de façon automatique. Il est particulièrement approprié d'utiliser à cet effet des transistors à effet de champ MOS autoconducteurs du type à appauvrissement, qui présentent l'état conducteur, sans tension de commande, et par consé- quent, dans le cas o la tension de commande fait défaut, peuvent réaliser la décharge. Pendant le fonctionnement normal du montage, lorsque ce dernier est placé à la tension de service, une tension de blocage est envoyée aux transistors à effet de champ (FET) MOS auto-conducteurs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente un exemple de réalisation du montage selon l'invention. Le montage représenté sert à pré-établir deux tensions U1 et U2, qui sont recueillies sur deux condensateurs accumulateurs C1 et C2. Un circuit de décharge, constitué par le montage en série d'une résistance R4 et d'un transistor MOS-FET auto-conducteur T1, est branché en parallèle sur le condensateur accumulateur C1, et un circuit de décharge, constitué par le montage en série d'une résistance R5 et d'un transistor MOS-FET auto-conducteur T2, est branché en parallèle sur le condensateur accumulateur C2. Alors que la tension de charge du condensateur accumulateur Cl est obtenue directement à partir de la tension UB d'une batterie et est appliquée par l'intermédiaire d'un interrupteur électronique ES, la tension de charge du condensateur accumulateur C2 dirigée à travers un régulateur de commutation SR avant d'être envoyée au condensateur accumulateur C2. L'opération de mise en circuit du montage se déroule de la manière suivante: la tension UB de la batterie est appliquée au moyen d'un interrupteur S et est envoyée à un condensateur C6 par l'intermédiaire d'un contact glissant S2 et d'une diode D3. Sous l'effet de la charge du condensateur C6, l'interrupteur électronique ES se ferme de sorte qu'un courant de charge est envoyé au condensateur accumulateur C1. Tout d'abord, lors d'une opération de charge du condensateur accumulateur Cl, un courant de décharge circule dans la résistance R4 et dans le transistor MOS-FET T1. Cependant, sous l'effet du fonc- tionnement du régulateur de commutation SR, un condensateur C4 est chargé par une tension négative par l'intermédiaire d'une pompe de charge, constituée d'un condensateur C3 et de deux diodes D1 et D2. Étant donné que les deux transistors MOS-FET T1 et T2 sont raccordés au condensateur C4, ces transistors MOS-FET passent à l'état bloqué. Par conséquent, le condensateur accumulateur C2 est également chargé et, de ce fait, la tension d'alimentation U2 est disponible. Dans le cas o la tension d'alimentation U2 est présente, un micro- ordinateur pC délivre en permanence, sur une sortie P2, un signal qui est envoyé par l'intermédiaire d'un condensateur C5 à un circuit de maintien HK, lequel maintient, par l'intermédiaire d'une diode D4, le condensateur C6 dans l'état chargé et fournit par conséquent la tension de maintien pour l'interrupteur électronique ES. L'opération de mise hors circuit du montage se déroule de la manière suivante: Sous l'effet de l'ouverture de l'interrupteur S, le montage est déconnecté de la tension de service U.Bde sorte que le condensateur accumulateur C1 n'est plus chargé. A une valeur déterminée, pré-établie par le diviseur de tension R1, R2, une baisse de tension est signalée au micro-ordinateur, à la suite de quoi ce dernier arrête son programme et règle, par l'intermédiaire de sa sortie P2, les signaux appliqués au circuit de maintien HK, sur quoi l'interrupteur électronique ES s'ouvre. Dans le cas d'une baisse supplémentaire de la tension, le régulateur de commutation SR ne reçoit plus aucun signal de libération envoyé, au travers du diviseur de tension R6, R7, de sorte que ce régulateur suspend son action. Par conséquent, la pompe de charge C3, Dl et D2, elle aussi, n'est plus en fonctionnement, et le condensateur C4 se décharge à travers la résistance R3 branchée en parallèle. Sous l'effet de la décharge du condensateur C4, il n'est plus appliqué aucun potentiel de blocage sur l'électrode de commande des transistors MOS-FET auto-conducteurs T1 et T2, de sorte que ces derniers passent à l'état conducteur et que les condensateurs accumulateurs Cl et C2 se déchargent complètement, le courant de décharge étant limité par les résistances R4 et R5 branchées en série. Les lignes d'alimen- tation Ul et U2 sont protégées, par les transistors MOS-FET autoconducteurs Tl et T2, vis-à-vis des tensions parasites et de leurs influences nuisibles et, même dans le cas d'un rétablissement de brève durée de la tension de service, une action sûre de remise à l'état initial est garantie. L'opération de mise hors tension peut être également déclen- chée dans le cas o la tension d'alimentation tombe au- dessous de la tension minimale de la batterie U. ou bien peut être déclenchée par le micro-ordinateur à la fin du programme. L'ensemble du circuit peut être exploité avec un programme temporel, auquel cas après l'écoulement d'un intervalle de temps préalablement programmé, le micro- ordinateur pC règle également, par l'intermédiaire de sa sortie P, les signaux appliqués au circuit de maintien HK, à la suite de quoi l'interrupteur électronique ES s'ouvre. Dans ce cas, pour des applications critiques sur le plan de la sécurité, un circuit de décharge (dessiné en pointillés) pour la tension UB de la batterie peut être activé, ce circuit de décharge étant branché en parallèle sur la batterie UB et étant constitué par le montage en série d'un transistor MOS- FET T3 également auto-conducteur et d'une résistance R8. L'électrode de commande du transistor MOS-FET T3 est également raccordée au condensateur C4. Il est évident pour l'homme de l'art que la présente invention peut être également appliquée dans le cas de la production de tensions de polarité différente. Des condensateurs accumulateurs, qui accumulent une tension avec une polarité opposée, peuvent être chargés et déchargés de la même manière, mais les condensateurs, qui commandent les transistors MOS-FET, doivent être chargés par l'intermédiaire d'une pompe de charge séparée, avec une tension opposée. Pour des tensions d'une polarité, il suffit d'utiliser respectivement un condensateur de commande pour pré-établir la tension de commande sur l'électrode de commande du transistor MOS-FET respectif. REVENDICATIONS 1. Montage pour charger et décharger des condensateurs accumulateurs, qui prédéterminent la tension d'alimentation de composants électroniques, par exemple d'un micro-ordinateur, caractérisé par un transistor à effet de champ MOS auto-conducteur (T1, T2) branché en parallèle sur le condensateur accumulateur respectif (Cl, C2), et par des moyens (SR,C3,Dl,D2,R3,C4) servant à produire une tension de blocage pour le transistor à effet de champ MOS auto- conducteur (Tl,T2) lors du fonctionnement du montage avec la tension de service existante (UB,). 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé par un régulateur de commutation (SR) qui, par l'intermédiaire d'une pompe de charge (C3,Dl, D2), charge un condensateur de commande (C4), qui est relié à l'électrode de commande du transistor à effet de champ MOS auto- conducteur respectif (Tl,T2). 3. Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une résistance (R3) est branchée en parallèle avec le condensateur de commande (C4). 4. Montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le régulateur de commutation (SR) reçoit la tension de service (UB) au travers d'un interrupteur électronique (ES). 5. Montage selon la revendication 4, caractérisé par un premier condensateur accumulateur (Cl), qui est raccordé à la sortie de l'interrupteur électronique (ES), et par un second condensateur accumulateur (C2), qui est raccordé à la sortie du régulateur de commutation (SR). 6. Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'interrupteur électronique (ES) est actionné initialement par l'intermédiaire d'un circuit auxiliaire (S2,D3,C6), lors de l'application de la tension de service (UB), et en ce que l'actionnement de l'interrupteur électronique (ES) est maintenu par l'intermédiaire d'un circuit de maintien (HK), le circuit de maintien étant actionné, alors que le régulateur de commutation travaille, par un micro-ordinateur (pC), lorsque la tension d'alimentation (U2) est délivrée au micro-ordinateur par l'intermédiaire du second condensateur accumulateur (C2). 7. Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux diviseurs de tension (R1,R2;R6,R7) sont branchés en parallèle sur le premier condensateur accumulateur (C1), le premier diviseur de tension (R1,R2) signalant au micro- ordinateur (MC), par l'intermédiaire du régulateur de commutation (SR), une baisse de tension, à la suite de quoi le micro-ordinateur met fin à son programme et active le circuit de maintien (HK) pour ouvrir l'interrupteur électronique (ES), tandis que, dans le cas d'une baisse supplémentaire de la tension (Ul), le second diviseur de tension (R6,R7) bloque le régulateur de commutation (SR). 8. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transistor à effet de champ MOS auto-conducteur (T1,T2) comporte, dans son circuit de drain, une résistance branchée en série (R4,R5), qui sert à limiter le courant de décharge des condensateurs accumulateurs (C1, C2). 9. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par un circuit de décharge (T3, R8), qui comporte un autre transistor à effet de champ MOS auto- conducteur (T3), branché en parallèle sur une batterie qui prédétermine la tension de service (Us). 10. Montage selon la revendication 9, caractérisé en ce que plusieurs transistors à effet de champ MOS (T1, T2,T3) sont commandés par la même tension de blocage.