Brevet FR2770698A1 — publié le 19990507

La présente invention concerne une pompe de charge pour générer une tension (surtension) supérieure à une tension d'alimentation, comprenant des capacités de décalage commandées par un circuit oscillant dont les premières bornes sont reliées au circuit oscillant et les secondes bornes sont reliées en un noeud qui donne la surtension. Etat de la technique. Les pompes de charge du type défini ci-dessus sont connues. Elles s'utilisent pour alimenter différentes parties d'un circuit avec une tension supérieure à la tension d'alimentation (tension de fonctionnement). Selon le document DE 43 24 855 Cl, on connaît une pompe de charge avec une commande biphasée selon laquelle deux moitiés de pompe ayant chacune une capacité de décalage sont commandées par un oscillateur. On a ainsi une commande quasi déphasée à 180 des deux capacités de décalage. Par une commande temporisée pendant la commutation de l'oscillateur on combine les composantes de l'onde de base au signal de tension aboutissant à un rayonnement parasite. Pour éliminer ce rayonnement parasite il faut un condensateur de soutien supplémentaire qui est en même temps branché comme condensa- teur de déparasitage sur la tension d'alimentation. Avantages de l'invention. La présente invention a pour but de remédier à l'inconvénient des pompes de charge du type défini ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne une telle pompe de charge, caractérisée en ce que le circuit oscillant com- prend un oscillateur à déphasage R-C dont les sorties donnent trois signaux de sortie déphasés chaque fois de 120 et les sorties sont reliées aux capacités de décalage chaque fois par un moyen de commutation. La pompe de charge selon l'invention offre l'avantage de fournir une surtension sans nécessiter de moyens de déparasitage supplémentaires. Du fait que le cir- cuit de l'oscillateur comprend un oscillateur à déphasage R-C dont les sorties fournissent trois signaux de sortie sinusoï- daux, décalés chaque fois de 120 , les sorties étant reliées chaque fois par un moyen de commutation, de préférence en forme d'amplificateur de transconductance, aux capacités de décalage, on réduit fortement le rayonnement parasite (compatibilité électromagnétique) car l'oscillateur avec le déphaseur fournit des signaux de sortie très exactement dé- phases de 120 ; les composantes d'oscillations résultant des temporisations sont ainsi pratiquement exclues. En outre, avec trois signaux déphasés, il n'y a pas d'instant auquel les trois signaux passent en même temps à un point d'inversion dans la courbe caractéristique. On peut ainsi éviter tout moyen de déparasitage supplémentaire pour la pompe de charge. Selon un développement préférentiel de l'inven- tion, les secondes bornes des capacités de décalage sont re- liées par un redresseur monté en pont, avec un noeud à la tension de sortie. Ainsi, le redresseur en pont, de préfé- rence triphasé, génère une tension de pompe lissée qui mini- mise une partie des pointes d'intensité, perturbatrices. En particulier, si le redresseur en pont est en outre relié à la tension d'alimentation par une source de courant, on peut éviter, grâce à un chevauchement des phases de charge d'au moins deux des capacités de décalage, la génération de poin- tes de courant perturbatrices dans la ligne d'alimentation de la pompe de charge. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - les moyens de commutation sont des amplificateurs de trans- conductance (amplificateurs intensité/différence de ten- sion). - les secondes bornes des capacités de décalage sont reliées par un redresseur en pont au noeud, à tension de sortie, - le redresseur en pont est relié à la tension d'alimentation par une source de courant, l'oscillateur de déphasage comprend un amplificateur de transconductance branché comme résistance fortement ohmi- que, et constituant avec les capacités l'élément R-C asso- cié aux sorties. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un circuit de pompe de charge, - la figure 2 montre un circuit d'oscillateur à déphasage de la pompe de charge. Description de l'exemple de réalisation. La figure 1 montre le circuit d'une pompe de charge 10. La pompe de charge comprend un oscillateur de dé- phasage 12 dont l'entrée BF reçoit une tension d'alimentation (tension de fonctionnement) U et dont l'entrée LOW (entrée de niveau bas appelée par convention " entrée LOW ") reçoit une tension de référence UREF. La tension de référence UREF com- pense les oscillations de la tension de fonctionnement U pour que l'oscillateur de déphasage 12 fonctionne avec une tension stabilisée. Une source de courant de référence 14 alimente l'oscillateur à déphasage 12 avec un courant de référence IREF. La source de courant de référence 14 est couplée à l'oscillateur à déphasage 12 par un circuit miroir de courant 16 pour qu'un courant de référence IREF de la source de cou- rant de référence 14 soit identique au courant de référence IREF de l'oscillateur à déphasage 12. L'oscillateur à déphasage 12 correspond au cir- cuit représenté à la figure 2, constitué par des combinaisons " R-C " formées par des capacités C1, C2, C3 et trois ampli- ficateurs de transconductance 20, 20', 20" en série, couplés en réaction par une ligne de liaison 18. Les amplificateurs de transconductance 20 sont branchés pour constituer la ré- sistance fortement ohmique " R ". Un courant de sortie IOUT sur les sorties OUT1, OUT2, OUT3 est donné par la relation suivante: IOUT = X(UOUT - UIN) Dans cette formule, x est une constante (pente de l'amplificateur de transconductance; UOUT représente la ten- sion de sortie et UIN représente la tension d'entrée de l'amplificateur de transconductance. Le courant de référence IREF forme l'entrée de référence pour un courant transversal de la paire de différence de l'amplificateur de transconduc- tance. Selon le circuit de la figure 2, les sorties OUT1, OUT2 ou OUT3 donnent trois signaux de sortie de forme sinusoïdale chaque fois déphasés de 1200. Les sorties OUT1, OUT2 ou OUT3 sont reliées cha- que fois à l'entrée d'un amplificateur de transconductance 22, 22' ou 22". Les amplificateurs de transconductance 22, 22' et 22" reçoivent la tension de fonctionnement U et la tension de référence UREF par la ligne de signal LOW. En ou- tre, les amplificateurs de transconductance 22, 22', 22" re- çoivent une intensité de référence par un branchement non représenté. Les sorties des amplificateurs de transconduc- tance 22, 22', 22" sont reliées chacune à une première borne d'une des capacités de décalage C4, C5, C6. Les secondes bor- nes des capacités de décalage C4, C5, C6 sont reliées à un redresseur en pont, triphasé 24, dont la borne de sortie CPOUT donne la tension de pompage Up (surtension). Le redres- seur à montage en pont 24 est en outre relié par une source de courant 26 à la tension de fonctionnement U. A l'aide de trois signaux de sortie de forme si- nusoidale, chaque fois déphasés de 120 , on commande les con- densateurs de décalage C4, C5, C6 déphasés de manière correspondante par les amplificateurs de transconductance 22, 22', 22". En fonction de l'instant des signaux de sortie dé- phasés, on charge ou on décharge les condensateurs de déca- lage C4, C5, C6. En fonction de la différence de tension appliquée à l'amplificateur de transconductance 22, diffé- rence de tension prise entre une tension de référence et les signaux de sortie fournis par les sorties OUT1, OUT2, OUT3 de l'oscillateur à déphasage 12, on obtient un courant de charge positif ou négatif pour les condensateurs de décalage C4, C5, C6. Les signaux de sortie de l'oscillateur à dépha- sage 12, chaque fois décalés de 1200., donnent des chevauche- ments des phases de charge des capacités de décalage C4, C5, C6 de sorte que deux condensateurs à décalage C4, C5, C6 sont toujours chargés ou déchargés simultanément. Pour éviter les pointes de courant qui pourraient se produire, on applique au redresseur à montage en pont 24, une intensité constante de la source de courant 26 qui conduit à une tension de pompage lissée UP. Comme les pointes de courant se font déjà par le découplage des sorties OUT1, OUT2, OUT3 des capacités de dé- calage C4, C5, C6, par les amplificateurs de transconductance 22, 22', 22", on évite l'apparition de pointes de courant gê- nantes. Dans un exemple pratique, les condensateurs C1, C2, C3 peuvent avoir une capacité d'environ 4 à 10 pF, suivant la fréquence, et les condensateurs C4, C5, C6 ont une capacité de l'ordre de 20 à 100 pF suivant le courant ce charge néces- saire à la borne de sortie Cpout. R E V E N D I C A T I 0 NS 1 ) Pompe de charge pour générer une tension (surtension) su- périeure à une tension d'alimentation, comprenant des capaci- tés de décalage commandées par un circuit oscillant dont les premières bornes sont reliées au circuit oscillant et les se- condes bornes sont reliées en un noeud qui donne la surten- sion, caractérisée en ce que - le circuit oscillant (12) comprend un oscillateur à dépha- sage R-C (12) dont les sorties (OUT1, OUT2, OUT3) donnent trois signaux de sortie déphasés chaque fois de 120 et - les sorties (OUT1, OUT2, OUT3) sont reliées aux capacités de décalage (C4, C5, C6) chaque fois par un moyen de commu- tation (22, 22', 22"). 2 ) Pompe de charge selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commutation sont des amplificateurs de trans- conductance (22, 22', 22"). 3 ) Pompe de charge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les secondes bornes des capacités de décalage (C4, C5, C6) sont reliées par un redresseur en pont (24) au noeud à ten- sion de sortie (CPOUT)- 4 ) Pompe de charge selon la revendication 3, caractérisée en ce que le redresseur en pont (24) est relié à la tension d'alimentation (U) par une source de courant (26). ) Pompe de charge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'oscillateur de déphasage (12) comprend un amplificateur de transconductance (20, 20', 20") branché comme résistance for- tement ohmique, et constituant avec les capacités (C1, C2, C3) l'élément R-C associé aux sorties (OUT1, OUT2, OUT3).