Brevet FR2810810A1 — publié le 20011228

DISPOSITIF D'ALIMENTATION D'UN APPAREIL ELECTRONIQUE L'invention se rapporte à un dispositif d'alimentation d'un appareil électronique. Un tel appareil alimenté par un réseau électrique extérieur peut être soumis à des coupures d'alimentation électriques du réseau néfastes à son fonctionnement. Afin de sauvegarder son fonctionnement, l'appareil peut comporter des moyens de stockage d'énergie prélevée sur le réseau. Pour remplir cette fonction on utilise par exemple des batteries d'accumulateurs ou des condensateurs. Les moyens de stockage se substituent au réseau électrique durant coupure pour alimenter l'appareil. Pour augmenter le temps de fonctionnement de l'appareil lorsqu'il n'est plus alimente que par les moyens de stockage il est nécessaire d'en augmenter la capacité. Par ailleurs, lorsque la coupure du réseau d'alimentation se prolonge après epuisement de l'énergie contenue dans les moyens de stockage, l'appareil électronique peut perdre l'état d'avancement de programmes qu' effectuait et/ou les données qu'il manipulait avant épuisement et redémarrage de l'appareil nécessite alors un temps important pour recommencer les programmes qu'il effectuait et/ou aquérir de nouveau les donnees perdues. L'invention a pour but d'augmenter le temps de fonctionnement de l'appareil pour moyens de stockage d'énergie donnés ainsi que de diminuer le temps de redémarrage de l'appareil lorsque l'alimentation électrique par le reseau est de nouveau présente après la coupure. Dans certains domaines, comme par exemple l'aéronautique, des normes imposent conserver un appareil électronique en fonctionnement pendant des durées de coupures d'alimentation prévues à l'avance, par exemple 50 millisecondes ou 200 millisecondes. Pour répondre à de telles normes l'invention permet de réduire les capacités des moyens de stockage et par exemple remplacer une batterie d'accumulateur par un condensateur. effet, une batterie d'accumulateurs permet de stocker plus d'énergie par unite de volume qu'un condensateur mais elle présente l'inconvénient nécessiter un entretien périodique imposant notamment le changement de la batterie à des dates programmées. Si on remplace une batterie d'accumulateurs par un condensateur, l'invention permet donc de supprimer l'entretien périodique de l'appareil. Plus généralement l'invention permet réduire la taille des moyens de stockage. Pour atteindre le but énoncé plus haut, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation d'un appareil électronique alimenté une alimentation en énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens détection d'une coupure de l'alimentation, des moyens de stockage d'énergie prélevée sur l'alimentation, des moyens de traitement alimentes les moyens de stockage, recevant un signal issu moyens de détection et mettant en forme des opérations en cours après réception d'un signal représentatif d'une coupure de l'alimentation, de façon à permettre un redémarrage de l'appareil et d'opérations en cours après épuisement de l'énergie présente dans les moyens de stockage lorsque l'alimentation est de nouveau présente après la coupure. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de realisation illustré le dessin joint dans lequel - la figure 1 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente sous forme de chronogramme différent signaux permettant de mieux comprendre le fonctionnement du schéma synoptique ; - la figure 3 représente un exemple de réalisation des moyens de détection d'une coupure d'alimentation. A la figure 1, l'alimentation 1 en énergie électrique envoie de l'énergie vers des moyens de stockage de l'énergie 2. Ces moyens de stockage l'énergie comportent par exemple une batterie d'accumulateur ou avantageusement un ou plusieurs condensateurs. Par ailleurs l'alimentation 1 en énergie électrique est connecté à des moyens de détection 3 d'une coupure de l'alimentation 1 en énergie. Le dispositif comporte également des moyens de traitement 4 alimenté en énergie par les moyens de stockage 2. Les moyens de traitement 4 reçoivent une information des moyens de détection 3. Les moyens de traitement 4 sont avantageusement raccordés à des moyens de mémorisation 5. ailleurs les moyens de traitement 4 peuvent commander des moyens de connexion 6. Ces moyens de connexion 6 permettent de connecter ou de déconnecter l'alimentation en énergie de fonctions secondaires 7 au dispositif comme exemple des moyens de visualisation. Lorsqu'il n'y a pas de coupure sur l'alimentation 1 en énergie électrique les fonctions secondaires 7 sont raccordés aux moyens de stockage 2 et les moyens de traitement effectuent opérations spécifiques de l'appareil électronique et non décrite ici. Lorsque les moyens de détection 3 détectent une coupure de l'alimentation 1 en énergie, ils envoient une information représentative de la coupure vers les moyens de traitement 4. Lorsque cette information est reçue, les moyens de traitement déconnectent l'alimentation des fonctions secondaires 7 et mettent en forme les opérations spécifiques par exemple en mémorisant dans les moyens de mémorisation 5 qui sont avantageusement une mémoire non volatile comme par exemple un disque ou une mémoire programmable électriquement. II est également possible d'alimenter directement les fonctions secondaires 7 par l'alimentation 1 en énergie électrique sans passer l'intermédiaire des moyens de stockage. Cette variante permet de se passer moyens de connexion 6. En effet dès qu'une coupure survient, fonctions secondaires ne sont plus alimentées en énergie électrique. En revanche, cette variante ne permet pas de temporiser la déconnexion des fonctions secondaires assurant ainsi une période de transparence sera decrite ultérieurement à l'aide du chronogramme 2c. L'appareil électronique peut bien entendu comporter plusieurs types de fonctions secondaires, certains alimentés directement par l'alimentation 1 en énergie et d'autres par l'intermédiaire des moyens de stockage 2 et des moyens de connexion 6. La figure 2 représente trois chronogrammes 2a, 2b et 2c. trois chronogrammes ont la même échelle de temps. Le premier chronogramme 2a représente un exemple d'évolution dans le temps de la tension de l'alimentation 1 en énergie électrique. Dans un premier temps la tension d'alimentation est à une valeur Vcc permettant de faire fonctionner normalement l'appareil électronique. Ensuite une coupure de l'alimentation 1 en énergie apparaît et la tension d'alimentation chute en suivant une pente jusqu'à une valeur basse qui se prolonge. Par la suite à la fin de la coupure, la tension d'alimentation remonte en suivant également une pente jusqu'à atteindre de nouveau la valeur Vcc. Entre la valeur basse et la valeur Vcc de la tension, on a représenté sur le chronogramme 2a deux tensions, l'une VOFF et l'autre VON supérieures à VOFF. L'utilité de ces deux tensions VON et VOFF sera décrite ultérieurement. chronogramme 2b, décrit le signal de sortie des moyens de détection 3. Dans un premier temps ce signal est à l'état 1, cet état est représentatif de l'absence de coupure sur l'alimentation en énergie électrique. Ensuite au moment ou la tension de l'alimentation 1 en énergie électrique chute jusqu'à atteindre la tension VOFF ou avantageusement peu après, à la date de détection TD , le signal représenté sur le chronogramme 2b prend une valeur zéro représentative d'une coupure sur l'alimentation 1 en énergie électrique. Avantageusement la date de détection TD intervient plus tard que le moment la tension d'alimentation 1 de l'appareil décroît en atteignant la tension VOFF. Ce décalage dans le temps permet d'éviter toutes détections intempestives de coupure d'alimentation de très faible durée exemple de l'ordre de quelques microsecondes. Le signal représenté sur le chronogramme 2b reste à l'état zéro tant que la tension d'alimentation ne remonte pas à une valeur supérieure à la tension VON. Le chronogramme 2c représente la puissance consommée par l'appareil électronique durant la coupure de l'alimentation 1 en énergie électrique. Dans un premier temps l'appareil fonctionne normalement et la puissance consommée est dite nominale elle est noter PN. Ensuite lorsque la coupure apparaît c'est-à-dire que tension Vcc descend dessous de la tension VOFF, la puissance consommée reste avantageusement égale à la puissance PN jusqu'à la date de transparence TT. Avantageusement la date de transparence TT intervient plus tard que la date de détection TD assurant ainsi une période pendant laquelle le fonctionnement de l'appareil n'est pas altéré. Entre les dates TD et TT, les moyens de traitement 4 assurent, en plus de leurs fonctions normales de traitement des opérations spécifiques de l'appareil, un comptage de temps jusqu'à la date de transparence TT. Lorsque celle-ci est atteinte, les moyens de traitement mettent en forme les opérations spécifiques en cours. Par exemple ils stockent dans la mémoire non volatile 5 toutes informations nécessaires à la reprise ultérieure de ces opérations. Egalement après la date TT, les moyens de traitement 4 déconnectent les fonctions secondaires 7 de l'appareil pour ainsi réduire la puissance consommée jusqu'à une puissance réduite PR, inférieure la puissance nominale PN. Ensuite l'appareil consomme l'énergie contenue dans les moyens de stockage 2 en dissipant une puissance PR tant que les moyens de stockage 2 le permettent. Ensuite, si la coupure se prolonge, l'appareil s'arrête et ne consomme plus d'énergie. II est bien entendu que si la coupure de l'alimentation 1 prend fin avant que l'appareil n'ait épuisé l'énergie contenue dans les moyens de stockage 2, l'appareil reprendra un fonctionnement normal la puissance PN avant de s'arrêter. La figure 3 représente un exemple de réalisation des moyens de détection 3 d'une coupure de l'alimentation 1 en énergie. La tension de l'alimentation 1 est connectée aux moyens de détection au point 10. Cette tension d'alimentation subit d'abord une étape de filtrage représentée dans le cadre 11. Ensuite au cadre 12 sont déterminés les seuils de détection VON et VOFF. Le signal issu du cadre 12 est ensuite filtré au cadre 13 puis mis en forme au cadre 14. En sortie du cadre 14, le cadre 15 représenté permet d'isoler galvaniquement le signal de sortie des moyens de détection par rapport aux moyens de traitement 4. Le cadre 15 est suivi de moyens 16 de mise en forme du signal représentatif de la coupure .de l'alimentation 1, signal fourni aux moyens de traitement 4. De façon plus précise, le point 10 est relié à une masse 20 par l'intermédiaire de deux résistances 21 et 22 formant toutes deux un diviseur de tension. La résistance 21 étant raccordé au point 10 et la résistance 22 à la masse 20. Le point commun de ces deux résistances est relié à la masse 20 par l'intermédiaire d'un condensateur 23. Le point commun des deux résistances 21 et 22 est également relié à l'entrée du cadre 12 par l'intermédiaire d'une résistance 24, Le condensateur 23 et la résistance 22 forment tous deux une constante de temps permettant de définir le temps Tp. A l'entrée du cadre 12, la résistance 24 est reliée à l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel 25. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25 est reliée à une tension de référence 40, par l'intermédiaire d'une resistance 26. La sortie de l'amplificateur opérationnel 25 est relié à l'anode d'une diode 27. La cathode de cette diode 27 est reliée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25 par l'intermediaire d'une résistance 28. Les composants électroniques regroupés au cadre donnent un exemple de réalisation de la comparaison de la tension d'alimentation 1 aux deux tensions VOFF et VON. Lorsque la tension d'alimentation a une valeur Vcc, l'amplificateur opérationnel 25 est saturé et sa tension sortie est proche sa tension d'alimentation négative. La diode 27 ne conduit pas et aucun courant ne circule dans les résistances 26 et 28. Ainsi tension de l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25 égale à la tension de référence 40. Ensuite, lorsque la tension d'alimentation 1 décroît, et que le potentiel de l'entrée inverseuse décroît jusqu'à devenir inférieur au potentiel de l'entrée non inverseuse, alors la tension sortie de l'amplificateur opérationnel 25 croit rapidement sensiblement jusqu'à sa tension d'alimentation positive. Le potentiel de la tension de référence 40 est fixé telle façon que la croissance rapide de la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel se produise au moment ou la tension d'alimentation décroît en prenant la valeur VOFF. De ce fait, la diode 27 devient conductrice et les résistances 26 et 28 se comportent alors en diviseur de tension entre la tension de sortie fortement positive de l'amplificateur opérationnel 25 et la tension de référence 40. Ainsi le potentiel de l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25 remonte pour former un nouveau seuil défini en fonction de VON. Ce seuil est celui que devra dépasser le potentiel de l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25 pour que la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 25 décroisse à nouveau. Les valeurs des résistances 26 et 28 sont définies en fonction de la valeur de VON recherchée. La tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 25 peut s'apparenter à une information binaire sous forme d'une tension proche d'une des deux tensions d'alimentation positive et négative de l'amplificateur opérationnel 25. Les composants électroniques regroupés au cadre 25 permettent de réaliser une détection de coupure d'alimentation 1 avec hystérésis, c'est ' dire que l'information relative au début de la coupure intervient pour une tension d'alimentation 1 égale à VOFF, que l'information relative à la fin de la coupure intervient pour une tension d'alimentation 1 égale à VON et enfin que valeurs de VON et VOFF sont différentes. La sortie de l'amplificateur opérationnel 25 est reliée au cadre 13 à masse 20 par l'intermédiaire d'une résistance 29 raccordé en série avec un condensateur 30. Le point commun de la résistance 28 et du condensateur 29 sont raccordé à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opérationnel 31 situé au cadre 14. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 31 est raccordée au point commun d'une résistance 32 et de la cathode d'une diode Zéner 33. L'anode de la diode Zéner est quant à elle raccordée à la masse 20. La résistance 31 est par ailleurs raccordée à une tension de référence. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 30 reste ainsi à une tension stable. La sortie de l'amplificateur opérationnel est saturée soit à sa tension d'alimentation positive soit à sa tension d'alimentation négative. Ce qui permet de mettre en forme le signal de détection. La sortie de l'amplificateur opérationnel 30 est raccordée à des moyens d'isolement représentés au cadre 15. Ces moyens d'isolement comportent exemple une diode électroluminescente 34 dont le rayonnement commande la base a d'un phototransistor 35. Le collecteur du phototransistor 35 forme sortie du cadre 15 qui est raccordée aux moyens de mise en forme, exemple une cellule non 16. La sortie de la cellule non 16 délivre le signal représentatif de la coupure d'alimentation 1 vers les moyens de traitement L'émetteur du phototransistor 35 est par exemple raccordé à une masse 36 différente de la masse 20. REVENDICATIONS . Dispositif d'alimentation d'un appareil électronique alimenté par une alimentation (1) en énergie électrique, caractérisé en ce comporte des moyens de détection (3) d'une coupure de l'alimentation (1), des moyens de stockage (2) d'énergie prélevée sur l'alimentation (1), moyens de traitement alimentés par les moyens de stockage (2), recevant un signal issu des moyens de détection (3) et mettant en forme opérations en cours apres réception d'un signal représentatif d'une coupure de l'alimentation (1), de façon à permettre un redémarrage l'appareil et d'opérations en cours après épuisement de l'énergie présente dans les moyens stockage (2) lorsque l'alimentation (1) est de nouveau présente après la coupure. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens traitement mettent en forme les opérations en cours après une date de transparence (TT) intervenant plus tard que la date à laquelle la tension l'alimentation (1) prend une valeur VOFF de référence. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mémorisation (5) non volatiles dans lesquels les moyens de traitement (4) inscrivent, après réception du signal représentatif d'une coupure de l'alimentation (1), des paramètres relatifs aux opérations en cours, les paramètres permettant lors du redémarrage de l'appareil la poursuite des opérations en cours. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce caractérisé en ce que les moyens de traitement (4) inscrivent les paramètres relatifs aux opérations en cours, après une date de transparence (TT) intervenant plus tard que la date à laquelle la tension de l'alimentation (1) prend une valeur VOFF de référence. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu comporte des moyens de connexion (6) de l'alimentation (1) de fonctions secondaires (7) de l'appareil, en ce que les moyens de connexion (6) sont commandés par les moyens de traitement (4) et en ce que les moyens de connexion (6) déconnectent l'alimentation des fonctions secondaires lorsqu'une coupure de l'alimentation (1) est détectée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de connexion (6) déconnectent l'alimentation des fonctions secondaires (7) après une date de transparence (TT) intervenant plus tard que la date à laquelle la tension de l'alimentation (1) prend une valeur VOFF de référence. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection (3) délivrent aux moyens de traitement (4) un signal représentatif d'une coupure de l'alimentation à la date de détection (TE , intervenant plus tard que la date à laquelle la tension de l'alimentation (1) prend une valeur VOFF de référence. 8. Dispositif selon l'une des revendications 2, 4 ou 6, caractérisé en ce que la date de transparence (TT) intervient plus tard que la date de détection (Tp). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection (3) détectent une coupure avec hystérésis.