Brevet FR2777134A1 — publié le 19991008

CTRCUIT DE PROTECTION HAUTE TNTENSTTE POTR TNTERFACE TET.EPHONTQTUE La présente invention concerne les systèmes de communication, et concerne en particulier un circuit pour protéger les circuits électroniques d'un équipement téléphonique d'une condition de surintensité de courant, telle qu'elle peut se produire, si les fils de sonnerie et de pointe du téléphone sont couplés directement sur un chemin à basse impédance à une source haute tension, telle qu'une batterie ou un circuit d'alimentation bouclé. Le fait que les fabricants d'équipement téléphonique fournissent des manuels d'instruction et des instructions pour l'utilisation et la maintenance de leur équipement n'est pas une garantie que les utilisateurs ne vont pas soumettre ces équipements à des conditions de fonctionnement et/ou d'environnement potentiellement désastreuses. En fait, il arrive souvent que les techniciens de réparation du téléphone connectent leur matériel d'ensemble de test portable à des sources à très haute tension et intensité, telle que des alimentations ou des circuits d'alimentation bouclés téléphoniques avec des résistances série très faibles et/ou des hautes tensions. Dans ce cas, des courants de boucle dépassant largement la valeur nominale (par exemple de l'ordre de 100-150 mA) peuvent en résulter. Un fonctionnement prolongé de l'équipement dans une telle condition haute intensité aboutira enfin à une défaillance des circuits électroniques de l'équipement. Une proposition pour gérer la condition haute intensité a consisté à interrompre de façon commutable le chemin de courant de boucle jusqu'aux circuits protégés, ou d'y insérer un dispositif à haute impédance. Alors que cette approche d'intervention contre la surintensité empêche tout endommagement du circuit à protéger, elle rend également l'équipement téléphonique effectivement inopérant jusqu'à ce que la condition haute intensité s'arrête. La présente invention inclut un circuit de protection comprenant des bornes d'entrée disposées pour être couplées à une source d'énergie électrique, des bornes de sortie disposées pour être couplées à un circuit de sortie à protéger, un dispositif à impédance variable couplé au chemin de flux de courant dudit circuit de sortie entre lesdites bornes d'entrée et de sortie, un circuit de dérivation de surintensité couplé pour détourner du courant dudit flux de courant, caractérisé par un circuit de détection de flux de courant couplé pour surveiller le flux de courant à travers ledit chemin de flux de courant et agissant, en réponse à une condition de surintensité, pour amener ledit circuit de dérivation de surintensité à détourner de façon contrôlable une partie du courant en l'éloignant dudit chemin de flux de courant à travers ledit circuit de sortie, tout en permettant à un courant suffisant pour faire fonctionner ledit circuit de sortie de sorte qu'il continue à circuler à travers ledit chemin de flux de courant et ledit circuit de sortie. L'invention inclut également un procédé pour protéger un circuit de signalisation d'une condition de surintensité dans un chemin d'alimentation en courant pour ledit circuit de signalisation, tout en permettant audit circuit de signalisation de continuer à fonctionner en présence de ladite condition de surintensité, comprenant les étapes consistant à: a) surveiller le flux de courant à travers ledit chemin d'alimentation en courant; b) en réponse à ladite condition de surintensité dans ledit chemin d'alimentation en courant, détourner une partie du courant en l'éloignant dudit chemin d'alimentation en courant, tout en amenant un courant suffisant pour faire fonctionner ledit circuit de signalisation de sorte qu'il continue à circuler à travers ledit chemin d'alimentation en courant et ledit circuit de signalisation. Plutôt que d'arrêter effectivement l'équipement téléphonique jusqu'à ce que la condition de surintensité soit retombée, l'invention utilise un circuit de protection haute intensité commandé sélectivement qui est en mesure de maintenir un flux de courant suffisant pour un fonctionnement continu des circuits fonctionnels de l'équipement téléphonique, tout en contournant en même temps de façon contrôlable l'excès de courant de boucle attiré dans l'équipement, et/ou en réduisant la quantité de ce courant, qui risque d'endommager les circuits protégés. De façon pratique, le circuit de protection contre la surintensité comprend un élément série de limitation de courant installé dans le chemin de flux de courant de boucle entre une interface de pointe et de sonnerie (redresseur en pont) et les circuits de l'équipement téléphonique à protéger. Un circuit de shuntage ou de dérivation de courant à surintensité est installé aux bornes des ports pointe-sonnerie du circuit protégé, en aval de l'élément de limitation de courant. Ce circuit de dérivation de surintensité peut inclure le chemin collecteur- émetteur d'un transistor bipolaire, dont la base est couplée à travers un transistor de décalage de niveau et d'amplification à un circuit de détection de courant. Le circuit de détection de courant peut inclure un transistor bipolaire de détection de courant, qui est activé de façon contrôlable par la tension aux bornes d'une résistance de détection de courant à relativement basse valeur, installée dans le chemin de courant de boucle à travers les circuits électroniques du téléphone à protéger. Par résistance à valeur relativement basse on entend une résistance qui n'affecte pas la performance opérationnelle des circuits à protéger. En fonctionnement normal, le flux de courant à travers la résistance de détection de courant sera inférieur à celui qui suffit pour polariser directement le transistor de détection de courant, de sorte que les circuits de shuntage sont désactivés, et tout le courant de boucle circule à travers le chemin pointe- sonnerie, incluant l'élément série de limitation de courant, les circuits protégés et la résistance de détection de courant. Si les bornes pointe-sonnerie de l'ensemble (de test) de téléphone sont couplées à une source haute intensité, comme une source placée directement aux bornes de la batterie, alors le flux de courant à travers la résistance de détection de courant augmentera jusqu'à une valeur suffisante pour activer le transistor de détection de courant. Ceci, à son tour, amènera le transistor de dérivation de surintensité à détourner ou à dériver une partie du courant qui circulerait autrement à travers les circuits électroniques en passant par le chemin de courant de boucle pointe-sonnerie. Pour une condition de surintensité d'ampleur moyenne (par exemple de l'ordre de 100-150 mA), cette opération de dérivation est suffisante pour permettre à un courant de boucle utile (par exemple de l'ordre de mA) de circuler à travers les circuits protégés, tout en permettant à la surintensité de courant d'être détournée sans endommager les composants de shuntage de courant. Cependant, si une condition de surintensité substantielle persiste pendant une période de temps prolongée, la dissipation de puissance qui en résulte, associée à ce flot haute intensité, amènera l'élément série à haute impédance à passer de son état à basse impédance à son état à haute impédance. Dans cet état à haute impédance, un courant de boucle opérationnel suffisant (par exemple 20-30 mA) continuera à circuler à travers les circuits protégés, mais les composants des circuits de shuntage seront protégés. Dès que la condition de surintensité s'arrête, l'élément série reviendra à son état à basse impédance. Avantageusement, un circuit de protection contre la surintensité commandé sélectivement, qui est en mesure de fournir un flux de courant suffisant pour maintenir le fonctionnement des circuits fonctionnels de l'équipement téléphonique, peut en même temps contourner de façon contrôlable l'excès de courant de boucle attiré dans l'équipement, et/ou réduire la quantité de ce courant, qui risque d'endommager les circuits protégés. L'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple, en se référant aux dessins ci-joints, o: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un circuit de protection contre la surintensité conformément à la présente invention; et la figure 2 est une représentation schématique du circuit de protection contre la surintensité de la figure 1. La figure 1 représente le circuit de protection contre la surintensité, et la figure 2 est un schéma de circuit de la figure 1. Le circuit de protection contre la surintensité montré par les lignes pointillées 10 comprend un élément série de limitation de courant 13 installé dans le chemin de flux de courant de boucle 11-12 entre une interface de pointe et de sonnerie (redresseur en pont) 15 et les circuits 20 de l'équipement téléphonique à protéger. Un circuit de shuntage ou de dérivation de surintensité de courant 30 est installé aux bornes des ports pointe-sonnerie 21-22 du circuit protégé 20, en aval de l'élément de limitation de courant 13. La figure 2 montre le circuit de dérivation de surintensité 30 qui inclut le chemin collecteur-émetteur d'un transistor bipolaire, couplé à travers un transistor de décalage de niveau et d'amplification à un circuit de détection de courant 40. Le circuit de détection de courant 40 est couplé dans le chemin de courant de boucle et agit pour surveiller la grandeur du courant de boucle circulant à travers celui-ci. En fonctionnement de courant normal, dans lequel le courant de boucle est inférieur à un seuil imposé (par exemple de l'ordre de cent milliampères), la sortie du circuit de détection de courant 40 maintiendra le circuit de dérivation de surintensité 30 dans un état de non shuntage. Cependant, dans le cas d'une condition de surintensité, comme elle se produirait si les bornes pointe-sonnerie de l'équipement téléphonique étaient directement couplées à une source haute intensité, comme une source placée directement aux bornes de l'alimentation (batterie), le circuit de détection de courant 40 détectera le flux de courant augmenté et déclenchera l'opération de shuntage de surintensité du circuit de30 dérivation de surintensité 30. Pour une condition de surintensité d'ampleur moyenne (par exemple 100- mA), le courant de boucle dépassant celui nécessaire pour fournir un courant de boucle utile (par exemple de l'ordre de 20- 100 mA) aux circuits téléphoniques est shunté à travers le circuit de dérivation 30, tout en permettant encore à un courant utile d'être fourni aux circuits téléphoniques 20 et de les faire fonctionner. Cependant, si la condition de surintensité est substantielle, la dissipation de puissance qui en résulte, associée à ce courant haute intensité, amènera l'élément série de limitation de courant 13 à passer de son état à basse impédance à son état à haute impédance, réduisant ainsi substantiellement la grandeur du courant de boucle (par exemple à une valeur de flux de l'ordre de 20-30 mA). Dans cet état à haute impédance, ce courant de boucle opérationnel, petit mais suffisant, continuera à circuler à travers les circuits 20, de sorte que les circuits téléphoniques restent opérationnels. En réponse à l'arrêt de la condition de surintensité, l'élément série reviendra à son état à basse impédance. La figure 2 montre un exemple de schéma de circuit pour mettre en oeuvre le schéma fonctionnel de la figure 1, comprenant un élément de fusible réinitialisable 101 (tel qu'un dispositif de dissipation de puissance conducteur standard à base de polymères) comme l'élément série de limitation de courant 13 installé dans le chemin de pointe 11 entre l'interface de pointe et de sonnerie (redresseur en pont) 15 et la première extrémité 21 des circuits téléphoniques 20 à protéger. Le circuit de shuntage de courant 30 est montré comme incluant un transistor bipolaire NPN de dérivation ou de shuntage de surintensité 110 dont le chemin collecteur-émetteur 112-113 est couplé en circuit entre l'élément de fusible 101 et le chemin de sonnerie 12. La base 111 du transistor de dérivation de surintensité 110 est couplée à une connexion de noeud commune 121 d'une paire de résistances 123 et 125, qui sont couplées en série avec le chemin collecteur- émetteur 132-133 d'un transistor bipolaire PNP de décalage de niveau et d'amplification 130, entre l'élément de fusible installé dans le chemin de pointe 101 et le chemin de sonnerie 12. La base 131 du transistor bipolaire PNP 130 est couplée à une connexion commune 141 d'une paire de résistances 143 et 145. Les résistances 143 et 145 sont couplées en série avec le circuit de détection de courant 40, qui inclut le chemin collecteur-émetteur 152- 153 d'un transistor bipolaire NPN de détection de courant 150, couplé entre le chemin de pointe 11 et le chemin de sonnerie 12. La base 151 du transistor de détection de courant 150 est couplée à une première extrémité 161 d'une résistance de détection de courant 160, dont une deuxième extrémité 163 est couplée à l'émetteur 153 du transistor de détection de courant 150. La résistance de détection de courant 160, qui est couplée dans le chemin de courant de boucle entre le fil de sonnerie 12 et une deuxième extrémité 21 des circuits électroniques du téléphone 20 à protéger, a une résistance relativement basse (par exemple de l'ordre de quatre à six ohms) de sorte qu'elle n'affecte pas la performance opérationnelle des circuits 20. Pendant le fonctionnement normal (sans surintensité), le flux de courant à travers la résistance de détection de courant 160 sera inférieur à celui qui suffit pour polariser directement la jonction base-émetteur du transistor de détection de courant , de sorte que chacun des transistors 110, 130 et est désactivé, et tout le courant de boucle circule à travers le chemin pointe-sonnerie, incluant l'élément de fusible 101 installé dans le chemin de pointe, les circuits 20 et la résistance de détection de courant 160. (Comme noté ci-dessus, la grandeur de la résistance de détection de courant 160 est suffisamment basse pour ne pas affecter la performance opérationnelle des circuits 20). Si les bornes pointe-sonnerie de l'ensemble (de test) de téléphone sont couplées à une source haute intensité, comme une source placée directement aux bornes de la batterie, à titre d'exemple non restrictif, alors le flux de courant à travers la résistance de détection de courant 160 augmentera jusqu'à une valeur suffisante pour polariser directement la jonction base-émetteur du transistor de détection de courant 150 et pour activer celui-ci. Le flux de courant qui en résulte à travers les résistances 143 et 145 et le chemin collecteur-émetteur 152-153 du transistor de détection de courant 150 polarisera directement la jonction base-émetteur du transistor de décalage de niveau 130, qui active le transistor 130 et fait circuler du courant à travers les résistances 123 et 125. Ceci à son tour, polarisera directement le transistor de dérivation de surintensité , amenant son chemin collecteur-émetteur 112-113 à détourner une partie du courant qui circulerait autrement à travers les circuits électroniques 20 en passant par le chemin de courant de boucle pointe- sonnerie. Pour une condition de surintensité d'ampleur moyenne (par exemple de l'ordre de 100-150 mA), l'opération décrite ci-dessus est suffisante pour30 permettre à un courant de boucle utile (par exemple de l'ordre de 20-100 mA) de circuler à travers les circuits 20, d'une part, tout en permettant à une surintensité de courant d'être détournée sans endommager les composants de shuntage ou de dérivation. Cependant, si la condition de surintensité est substantielle (par exemple, elle dépasse quelques centaines de milliampères pendant une période de temps prolongée), alors la dissipation de puissance qui en résulte, associée à ce flot de courant haute intensité, amènera l'élément de fusible réinitialisable 101 à passer de son état à basse impédance à son état à haute impédance. Pendant cet état à haute impédance de l'élément de limitation de courant 101, un courant de boucle opérationnel suffisant (par exemple 20-30 mA) continuera à circuler à travers les circuits 20; cependant, les composants des circuits de shuntage 30 seront protégés. Dès que la condition de surintensité s'arrête, l'élément série 101 reviendra à son état à basse impédance, comme décrit ci-dessus. Dans cet état, les circuits téléphoniques et le circuit de protection de l'invention apparaissent comme une charge continue sur la ligne téléphonique, vus par l'équipement de commutation du bureau central en amont. Puisqu'un courant de boucle (une petite quantité de celui-ci) continue à circuler, l'équipement du bureau central ne détecte pas que le circuit téléphonique a raccroché et terminé l'appel. L'invention prend également en charge la situation o l'utilisateur essaye de décrocher pendant un signal de sonnerie, qui peut avoir des pics de l'ordre dépassant nettement les volts. Dans un circuit de protection classique, la transition à son état de protection à haute impédance peut empêcher le circuit de déclenchement de sonnerie au bureau central de répondre, de sorte que le signal de sonnerie ne se termine pas immédiatement, puisque la résistance de terminaison de décrochage normalement basse ne sera pas détectée. Ceci constitue une gêne pour l'utilisateur, qui n'est pas habitué à ce que le téléphone sonne quand il est décroché. Ainsi, plutôt que d'interrompre de façon commutable le chemin de courant de boucle dans les circuits à protéger, ou d'y insérer un dispositif à haute impédance, ce qui rendra effectivement l'équipement téléphone inopérant jusqu'à ce que la condition haute intensité s'arrête, le mécanisme de protection contre la surintensité de la présente invention maintient un flot de courant suffisant pour un fonctionnement continu des circuits fonctionnels de l'équipement téléphonique, tout en contournant en même temps de façon contrôlable l'excès de courant de boucle attiré dans l'équipement, et/ou en réduisant la quantité de ce courant, qui risque d'endommager les circuits protégés. Un ensemble de test de téléphone est protégé contre une condition de surintensité de courant par un circuit de protection qui maintient un flux de courant de boucle suffisant pour un fonctionnement continu des circuits fonctionnels de l'équipement téléphonique. Un élément série de limitation de courant est installé dans le chemin de courant de boucle entre une interface de pointe et de sonnerie et les circuits de l'ensemble de test de téléphone. Un circuit de shuntage de courant est installé aux bornes des ports pointe-sonnerie du circuit protégé, en aval de l'élément de limitation de courant. Un circuit de détection de courant surveille le courant de boucle et commande le fonctionnement du circuit de shuntage. Si une condition de surintensité substantielle persiste pendant une période de temps prolongée, la dissipation de puissance qui en résulte, associée au flux haute intensité, amènera l'élément de limitation de courant à passer à un état à haute impédance. Dès que la condition de surintensité s'arrête, l'élément série reviendra à son état à basse impédance. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans5 pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDNlTCATTONS 1. Circuit de protection comprenant des bornes d'entrée disposées pour être couplées à une source d'énergie électrique, des bornes de sortie disposées pour être couplées à un circuit de sortie à protéger, un dispositif à impédance variable couplé dans un chemin de flux de courant dudit circuit de sortie entre lesdites bornes d'entrée et de sortie, un circuit de dérivation de surintensité couplé pour détourner du courant dudit flux de courant, caractérisé par un circuit de détection de flux de courant couplé pour surveiller le flux de courant à travers ledit chemin de flux de courant, et agissant, en réponse à une condition de surintensité, pour amener ledit circuit de dérivation de surintensité à détourner de façon contrôlable une partie du courant en l'éloignant dudit chemin de flux de courant à travers ledit circuit de sortie, tout en permettant à un courant suffisant pour faire fonctionner ledit circuit de sortie de continuer à circuler à travers ledit chemin de flux de courant et ledit circuit de sortie. 2. Circuit de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif à impédance variable agit, en réponse au fait que ladite condition de surintensité atteint un niveau imposé, pour passer d'un état à basse impédance à un état à haute impédance, de façon à réduire le flux de courant à travers celui-ci jusqu'à une valeur suffisante pour continuer à faire fonctionner ledit circuit de sortie, mais inférieure à une valeur qui pourrait endommager ledit circuit de dérivation de surintensité, et ledit dispositif à impédance variable agit, en réponse au fait que ladite condition de surintensité tombe au- dessous dudit niveau imposé, pour passer dudit état à haute impédance audit état à basse impédance. 3. Circuit de protection selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit circuit de sortie comprend un circuit téléphonique et lesdites bornes d'entrée sont disposées pour être couplées avec des conducteurs de pointe et de sonnerie d'une ligne téléphonique, dans lequel ledit dispositif à impédance variable comprend un élément série de limitation de courant (13) installé dans un chemin de flux de courant de boucle entre une interface de pointe et de sonnerie (15) et les circuits de l'équipement téléphonique (20) à protéger. 4. Circuit de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit de dérivation de surintensité est installé aux bornes des ports pointe- sonnerie desdits circuits de l'équipement téléphonique (20) à protéger, en aval dudit élément série de limitation de courant (13), et ledit circuit de dérivation de surintensité inclut un chemin d'entrée/ sortie de courant d'un dispositif de commutation commandé, qui est commandé par ledit circuit de détection de flux de courant. 5. Circuit de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de détection de flux de courant inclut une résistance de détection de courant installée dans ledit chemin de flux de courant, et un circuit de seuil qui est couplé pour surveiller la tension aux bornes de ladite résistance de détection de courant et pour commander le fonctionnement dudit circuit de détection de flux de courant, dans lequel ledit circuit de dérivation de surintensité inclut un chemin d'entrée/ sortie de courant d'un dispositif de commutation commandé, qui est commandé par ledit circuit de seuil. 6. Procédé pour protéger un circuit de signalisation d'une condition de surintensité dans un chemin d'alimentation en courant pour ledit circuit de signalisation, tout en permettant audit circuit de signalisation de continuer à fonctionner en présence de ladite condition de surintensité, comprenant les étapes consistant à: a) surveiller le flux de courant à travers ledit chemin d'alimentation en courant; b) en réponse à ladite condition de surintensité dans ledit chemin d'alimentation en courant, détourner une partie du courant en l'éloignant dudit chemin d'alimentation en courant, tout en amenant un courant suffisant pour faire fonctionner ledit circuit de signalisation de sorte qu'il continue à circuler à travers ledit chemin d'alimentation en courant et ledit circuit de signalisation. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit de signalisation comprend un circuit téléphonique et ledit chemin d'alimentation en courant est couplé aux conducteurs de pointe et de sonnerie d'une ligne téléphonique, incluant l'étape consistant à: c) en réponse au fait que ladite condition de surintensité atteint un niveau imposé, placer un dispositif à haute impédance dans ledit chemin d'alimentation en courant, en réduisant ainsi le flux de courant à travers celui-ci jusqu'à une valeur suffisante pour continuer à faire fonctionner ledit circuit de signalisation. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape b) inclut le fait de détourner ladite partie de courant à travers un circuit de dérivation de courant qui contourne ledit circuit de signalisation. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape c) comprend l'installation d'un dispositif à impédance variable dans ledit chemin d'alimentation en courant et, en réponse au fait que ladite condition de surintensité atteint un niveau imposé, placer ledit dispositif à impédance variable dans un état à haute impédance, réduisant ainsi le flux de courant à travers celui-ci à une valeur suffisante pour continuer à faire fonctionner ledit circuit de signalisation, mais inférieure à une valeur qui pourrait endommager ledit circuit de shuntage de courant (30). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit dispositif à impédance variable comprend un élément série de limitation de courant (13) installé dans un chemin de flux de courant de boucle entre une interface téléphonique de pointe et de sonnerie et ledit circuit de signalisation, incluant l'étape consistant à: d) en réponse au fait que ladite condition de surintensité tombe au-dessous dudit niveau imposé, placer ledit dispositif à impédance variable dans un état à basse impédance.