Brevet FR2834390A1 — publié le 20030704

La présente invention vise un procédé et un dispositif d'alimentation électrique. Elle s'applique, en particulier, à l'alimentation électrique de circuits de véhicules automobiles. Les alimentations électriques actuellement utilisées dans les véhicules automobiles comportent une batterie fournissant une tension de quatorze Volts et sont linéaires. Des véhicules automobiles à venir seront équipés de batteries fournissant une tension de quarante deux Volts. Il ne sera alors plus possible d'utiliser une alimentation linéaire. En effet, une alimentation de cinq Volts fournissant un courant de cent milliampères dissipe 0,9 Watts lorsqu'elle est alimentée par une batterie de quatorze Volts et 3,7 Watts lorsqu'elle est alimentée par une batterie de quarante deux Volts. L'utilisation d'une batterie de quarante deux Volts nécessite donc l'utilisation d'une alimentation à découpage dès que le courant de sortie dépasse environ 50 à 80 milliampères. Une autre contrainte vient de ce que, pour certains calculateurs, l'alimentation doit rester active en permanence, y compris lors des phases de veille du véhicule (lorsqu'il est garé et/ou lorsque la clé de contact est retirée), pour gérer des fonctions permanentes comme le contrôle d'accès, l'alarme, l'horloge... L'alimentation à découpage doit dans ce cas avoir des performances élevées et un fort rendement à faible courant de sortie, pour les phases où le véhicule est en veille. Ce qui implique une complexité et un coût de fabrication élevé. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif d'alimentation électrique de circuits électriques, le dispositif comportant une source d'énergie électrique et une alimentation linéaire reliée à ladite source d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une alimentation à découpage reliée à ladite source d'énergie électrique, un moyen de détermination de la consommation électrique desdits circuits électriques et un moyen de commutation adapté à commuter l'alimentation électrique desdits circuits électriques entre l'alimentation à découpage, d'une part, et l'alimentation linéaire, d'autre part, en fonction de ladite consommation électrique. Grâce à ces dispositions : - lorsque la consommation électrique est élevée, le moyen de commutation est placé dans une première configuration et provoque l'alimentation des circuits électriques par l'alimentation à découpage, évitant ainsi la dissipation excessive d'énergie d'une alimentation linéaire et, - lorsque la consommation électrique est faible, le moyen de commutation est dans une deuxième configuration et provoque l'alimentation des circuits électriques par l'alimentation linéaire, évitant ainsi la consommation d'énergie électrique excessive lorsque le véhicule est en veille. En évitant que l'alimentation à découpage ne fonctionne lorsque les circuits électriques du véhicule sont en veille, on réduit les contraintes, et donc la complexité et le coût de l'alimentation à découpage. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de détermination commande le moyen de commutation en fonction d'une valeur seuil du courant d'alimentation des circuits électriques, de telle manière que, lorsque ledit courant est inférieur à ladite valeur seuil, le moyen de commutation alimente les circuits électriques avec l'alimentation linéaire et lorsque ledit courant est supérieur à ladite valeur seuil, le moyen de commutation alimente les circuits électriques avec l'alimentation à découpage. Grâce à ces dispositions, la mise en oeuvre de la commutation est de réalisation aisée. Selon des caractéristiques particulières, la commutation du moyen de commutation est effectuée pour une valeur seuil dudit courant de sortie valant entre quarante et cent milliampères. Grâce à ces dispositions, les dissipations d'énergie dans l'alimentation linéaire sont réduites à un niveau acceptable. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de commutation est adapté à commuter l'alimentation électrique desdits circuits électriques simultanément sur l'alimentation à découpage et sur l'alimentation linéaire ou bien uniquement sur l'alimentation linéaire. Le choix entre une alimentation par l'alimentation linéaire seule ou par l'association de l'alimentation linéaire et de l'alimentation à découpage est effectué en fonction de la valeur de la consommation électrique déterminée par le moyen de détermination de la consommation électrique. Grâce à ces dispositions, les circuits électriques qui fonctionnent en permanence, et, en particulier, lorsque le véhicule est en veille peuvent être alimentés en permanence par l'alimentation linéaire et les circuits électriques qui ne fonctionnent que lorsque le véhicule est actif (n'est pas en veille), ne sont alimentés que lorsque le véhicule est actif. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de commutation est adapté à commuter l'alimentation électrique des circuits électriques entre l'alimentation à découpage, lorsque au moins un circuit électrique prédéterminé est alimenté, d'une part, et l'alimentation linéaire, lorsque aucun circuit électrique prédéterminé n'est alimenté. Dans ce cas le choix entre l'alimentation par l'alimentation linéaire ou par celle à découpage est réalisé en fonction du type de circuit électrique à alimenter (certains circuits prédéterminés doivent être alimentés par l'alimentation à découpage). Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif d'alimentation électrique d'au moins un premier circuit électrique et d'au moins un deuxième circuit électrique différent de chaque premier circuit électrique, le dispositif comportant une source d'énergie électrique et une alimentation linéaire reliée en permanence à ladite source d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation à découpage reliée à ladite source d'énergie électrique, et un moyen de commutation adapté à commuter l'alimentation électrique de chaque premier et deuxième circuit entre l'alimentation à découpage, lorsque au moins un deuxième circuit électrique est alimenté, d'une part, et l'alimentation linéaire, lorsque aucun deuxième circuit électrique est alimenté, d'autre part. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé d'alimentation électrique de circuits électriques avec une source d'énergie électrique, une alimentation linéaire et une alimentation à découpage, reliées à ladite source d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de détermination de la consommation électrique desdits circuits électriques et - une étape de commutation de l'alimentation électrique desdits circuits électriques entre l'alimentation à découpage, d'une part, et l'alimentation linéaire, d'autre part, en fonction de ladite consommation électrique déterminée. Les avantages et caractéristiques particulières du dispositif objet du deuxième aspect de la présente invention et du procédé objet du troisième aspect de la présente invention étant identique à ceux du premier aspect, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation exemplaire du dispositif objet de la présente invention, et - la figure 2 représente, schématiquement, les composants d'un circuit d'alimentation illustré en figure 1. On observe, en figure 1, une source d'énergie électrique 1, un moyen de commutation 2, une alimentation à découpage 3, une alimentation linéaire 4, un moyen de détermination de consommation 5 et des circuits électriques 6,6'. La source d'énergie électrique 1 est, par exemple, une batterie délivrant une tension de quarante deux Volts. Le moyen de commutation 2 est adapté à commuter l'alimentation électrique des circuits électriques 6,6'entre l'alimentation à découpage 3, d'une part, et l'alimentation linéaire 4, d'autre part. L'alimentation linéaire 4 est, par exemple, un convertisseur linéaire connu de l'homme du métier. Le moyen de mesure de la consommation 5 comporte un microprocesseur 7 et est adapté à déterminer si la consommation électrique est supérieure à une valeur seuil prédéterminée. La valeur seuil est choisie afin d'être supérieure à la consommation lorsque le véhicule est en veille et inférieure à la consommation lorsque le moteur du véhicule tourne. Par exemple, la valeur seuil correspond à une intensité électrique en sortie de la source d'énergie 1 entre 40 et 100 milliampères, ou, préférentiellement, entre 50 et 80 milliampères. Ainsi le moyen de détermination de la consommation 5 permet de savoir si le véhicule est en veille ou est actif, et en fonction de l'état du véhicule un type d'alimentation spécifique sera appliqué par le dispositif de commutation. Le microprocesseur 7 du moyen de détermination de consommation 5 commande la commutation du moyen de commutation 2, en fonction de la consommation électrique mesurée. Lorsque la consommation électrique mesurée est inférieure à la valeur seuil prédéterminée, le processeur 7 commande la configuration du moyen de commutation 2 pour que la source d'énergie 1 soit reliée à l'alimentation linéaire 4. Ainsi lorsque le véhicule est en état de veille, c'est l'alimentation linéaire 4 qui est utilisée pour alimenter les circuits 6,6'. Lorsque la consommation électrique mesurée est supérieure à la valeur seuil prédéterminée, le processeur 7 commande la configuration du moyen de commutation 2 pour que la source d'énergie 1 soit reliée à l'alimentation à découpage 3. Ainsi lorsque le véhicule est à l'état actif (c'est à dire, n'est pas en veille), c'est l'alimentation à découpage 3 qui est utilisée pour alimenter les circuits 6,6'. Les circuits électriques 6,6'sont, par exemple, les circuits électriques du véhicule. On observe que, préférentiellement, le microprocesseur 7 fait partie d'un premier circuit comportant un calculateur du véhicule qui fonctionne lorsque le véhicule est en veille, par exemple le calculateur de contrôle d'accès aussi appelé calculateur de contrôle des ouvrants. En variante (non représentée), le moyen de détermination de consommation 5 est relié à au moins un deuxième circuit 6'qui n'est alimenté que lorsque le véhicule est actif. Ainsi le moyen de détermination de la consommation 5 est adapté pour déterminer la consommation électrique d'un circuit électrique 6' prédéterminé. Dans cette variante, le microprocesseur 7 commande la commutation du moyen de commutation 2 lorsque le deuxième circuit 6'est alimenté. Ainsi, la source d'énergie électrique 1 est reliée à l'alimentation à découpage, lorsque au moins un deuxième circuit électrique 6'est alimenté, d'une part, et à l'alimentation linéaire, lorsque aucun deuxième circuit électrique est alimenté, d'autre part. On observe que le moyen de commutation 2 peut prendre différentes positions dans le circuit électrique du véhicule pour assurer le fonctionnement exposé ci-dessus. Ainsi, le moyen de commutation 2 peut être, comme illustré en figure 1, en amont des alimentations 3 et 4, ou, en aval des alimentations 3 et 4. En figure 2, l'alimentation linéaire 4 est connectée en permanence en amont du commutateur 12. Ainsi cette alimentation linéaire 4 alimente en continu certains circuits électriques 16, qui sont des circuits fonctionnant en permanence. D'autres circuits électriques 17 (ne fonctionnant que momentanément) sont alimentés, quant à eux, par l'alimentation à découpage, lorsque le commutateur établit la connexion correspondante. Les circuits électriques 16 et le moyen de détermination de la consommation 15 sont alimentés en permanence par l'alimentation linéaire 4. Le moyen de commutation 12 est adapté à commuter l'alimentation à découpage 3 pour alimenter les circuits électriques fonctionnant momentanément 17 lorsque le véhicule est actif. Le moyen de détermination de la consommation 15 comporte un microprocesseur 14 et est adapté à déterminer si le véhicule est en veille ou non. Le processeur 14 du moyen de détermination de consommation 15 commande la commutation du moyen de commutation 12, en fonction de la mise en veille du véhicule. Lorsque le véhicule est en veille, le processeur 14 commande la configuration du moyen de commutation 12 pour que la source d'énergie 1 n'alimente pas les circuits fonctionnant momentanément 17. Lorsque le véhicule est actif, le processeur 14 commande la configuration du moyen de commutation 12 pour que la source d'énergie 1 alimente les circuits fonctionnant momentanément 17, par l'intermédiaire de l'alimentation à découpage 3. Il est à noter que, préférentiellement, le processeur 14 fait partie d'un premier circuit (non représenté) comportant un calculateur du véhicule, qui fonctionne lorsque le véhicule est en veille, par exemple le calculateur de contrôle d'accès aussi appelé calculateur de contrôle des ouvrants. En variante, le moyen de détermination de consommation 15 est relié à au moins un"deuxième"circuit, faisant partie des circuits 17. Dans cette variante, le processeur 14 commande la commutation du moyen de commutation 12 lorsque le deuxième circuit est alimenté. Ainsi, la source d'énergie électrique 1 n'alimente les circuits 17 que lorsque au moins un deuxième circuit électrique est alimenté. Selon une autre variante, les alimentations 3 et 4 sont montées en parallèle et alimentent conjointement les circuits 16 et 17. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation électrique de circuits électriques (6,6'), comportant une source d'énergie électrique (1) et une alimentation linéaire (4) reliée à ladite source d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation à découpage (3) reliée à ladite source d'énergie électrique, un moyen de détermination de la consommation électrique (5,15) desdits circuits électriques et un moyen de commutation (2,12) adapté à commuter l'alimentation électrique desdits circuits électriques (6, 6' ; 16,17) entre l'alimentation à découpage, d'une part, et l'alimentation linéaire, d'autre part, en fonction de ladite consommation électrique. 2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination (5,15) commande le moyen de commutation (2,12) en fonction d'une valeur seuil du courant d'alimentation des circuits électriques, de telle manière que, lorsque ledit courant est inférieur à ladite valeur seuil, le moyen de commutation alimente les circuits électriques avec l'alimentation linéaire et lorsque ledit courant est supérieur à ladite valeur seuil, le moyen de commutation alimente les circuits électriques avec l'alimentation à découpage. 3. Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la commutation du moyen de commutation (2,12) est effectuée pour une valeur seuil dudit courant de sortie valant entre quarante et cent milliampères. 4. Dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de commutation (2,12) est adapté à commuter l'alimentation électrique des circuits électriques entre l'alimentation à découpage (3), lorsque au moins un circuit électrique (6') prédéterminé est alimenté, d'une part, et l'alimentation linéaire (4), lorsque aucun circuit électrique prédéterminé n'est alimenté. 5. Dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de commutation (2,12) est adapté à commuter l'alimentation électrique desdits circuits électriques entre l'alimentation à découpage et l'alimentation linéaire alimentant conjointement les circuits électriques, d'une part, et l'alimentation linéaire seule, d'autre part, en fonction de ladite consommation électrique. 6. Procédé d'alimentation électrique de circuits électriques (6, 6' ; 16,17) avec une source d'énergie électrique (1), une alimentation linéaire (4) et une alimentation à découpage (3), reliées à ladite source d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de détermination de la consommation électrique desdits circuits électriques et - une étape de commutation de l'alimentation électrique desdits circuits électriques entre l'alimentation à découpage, d'une part, et l'alimentation linéaire, d'autre part, en fonction de ladite consommation électrique. 7. Procédé d'alimentation selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de commutation est effectuée en fonction d'une valeur seuil du courant d'alimentation des circuits électriques, de telle manière que, lorsque ledit courant est inférieur à ladite valeur seuil, les circuits électriques sont alimentés avec l'alimentation linéaire et lorsque ledit courant est supérieur à ladite valeur seuil, les circuits électriques sont alimentés avec l'alimentation à découpage. 8. Procédé d'alimentation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de commutation est effectuée pour une valeur seuil dudit courant de sortie valant entre quarante et cent milliampères. 9. Procédé d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'étape de commutation commute l'alimentation électrique des circuits électriques entre l'alimentation à découpage (3), lorsque au moins un circuit électrique (6') prédéterminé est alimenté, d'une part, et l'alimentation linéaire (4), lorsque aucun circuit électrique prédéterminé n'est alimenté. 10. Procédé d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'étape de commutation commute l'alimentation électrique desdits circuits électriques entre l'alimentation à découpage et l'alimentation linéaire alimentant conjointement les circuits électriques, d'une part, et l'alimentation linéaire seule, d'autre part, en fonction de ladite consommation électrique.