Brevet FR2887649A1 — publié le 20061229

La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'alimentation d'un organe électrique, tel qu'un boîtier comprenant au moins un composant électronique. Elle s'applique plus particulièrement à l'alimentation d'un organe électrique, tel qu'un boîtier comprenant au moins un composant électronique, à partir de la tension d'une batterie d'un véhicule automobile. Un boîtier électronique formant par exemple, un organe d'ordinateur de bord, de module antivol ou encore d'horloge, est généralement alimenté par une tension d'alimentation relativement faible. Toutefois, on souhaite que cette tension ne s'annule pas car, en cas d'annulation, certaines fonctions du boîtier, notamment des fonctions de mémorisation, nécessitent d'être réinitialisées. En effet, lorsque la tension d'alimentation du boîtier électronique devient trop faible, notamment lorsqu'elle est inférieure à un seuil critique, par exemple un seuil de 0,6V, le boîtier électronique peut interpréter le franchissement de ce seuil à la baisse comme une annulation de la tension d'alimentation. Or, lors du démarrage du véhicule automobile, l'activation de certains organes électriques requérant un courant d'alimentation d'intensité élevé (par exemple un démarreur) provoque une forte baisse de la tension aux bornes de la batterie. Par conséquent, comme la tension d'alimentation du boîtier électronique est générée à partir de la tension de la batterie, lors du démarrage du véhicule automobile, la forte baisse de la tension aux bornes de la batterie entraîne également une forte baisse de la tension d'alimentation du boîtier électronique. Ainsi, la tension d'alimentation du boîtier électronique peut descendre en-dessous du seuil critique et provoquer, par exemple, un effacement de données mémorisées. Il est donc nécessaire de maintenir la tension d'alimentation du boîtier électronique supérieure ou égale au seuil de tension critique. On connaît déjà dans l'état de la technique, un dispositif d'alimentation d'un organe électrique, du type comprenant: - une source de tension, des moyens de comblement des déficits d'une tension d'alimentation de l'organe électrique générée à partir de la source de façon à maintenir la tension d'alimentation comblée au-dessus d'un seuil critique. En général, les moyens de comblement comprennent un condensateur chimique. Ainsi, lorsque la tension d'alimentation émise par la source descend endessous du seuil critique, le condensateur chimique fournit, en se déchargeant, une tension qui vient s'additionner à la tension d'alimentation émise par la source, afin de combler les déficits de la tension d'alimentation au-dessus du seuil critique et ce, pendant une durée de décharge du condensateur. Par conséquent, il convient de choisir un condensateur chimique ayant une capacité suffisamment grande pour que la durée de décharge du condensateur couvre toute la période au cours de laquelle la tension d'alimentation est inférieure au seuil critique. L'utilisation d'un condensateur de dimension trop faible risque de ne pas permettre de combler les déficits de tension pendant une durée suffisante. Or, un condensateur de grande capacité est coûteux et encombrant. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'alimentation d'un organe électrique du type précité, susceptible de combler les déficits de la tension d'alimentation émise par la source, ceci à l'aide de moyens relativement peu encombrants et peu coûteux. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation du type précité, caractérisé en ce que les moyens de comblement comprennent une pompe de charge et des moyens d'activation/désactivation de cette pompe de charge en fonction du franchissement à la baisse/à la hausse par la tension d'alimentation du seuil critique. De façon connue en soi, une pompe de charge, également appelée élévateur de tension , est un circuit électronique classique qui, tant qu'il est activé fournit une tension de sortie supérieure à une tension fournie en entrée. La tension obtenue en sortie est généralement un multiple de la tension fournie en entrée. Lorsque la tension d'alimentation diminue en franchissant à la baisse le seuil critique, les moyens d'activation/désactivation activent la pompe de charge de façon à combler les déficits de la tension d'alimentation. Ainsi, la tension d'alimentation de l'organe électrique est sensiblement égale, voire supérieure à la tension d'alimentation émise par la source. Dès que la tension d'alimentation émise par la source augmente en franchissant à la hausse le seuil critique, les moyens d'activation/désactivation désactivent la pompe de charge. Ainsi, la période d'activation des moyens de comblement peut avoir une durée ajustée à la durée de la période au cours de laquelle la tension d'alimentation de la source est inférieure au seuil critique. Par ailleurs, une pompe de charge est moins coûteuse et moins encombrante qu'un condensateur chimique. Le dispositif d'alimentation d'un organe électrique peut en outre comprendre l'une ou les caractéristiques selon lesquelles - la source de tension est une batterie de véhicule automobile; l'organe électrique comprend au moins un composant électronique; le dispositif comprend des moyens de génération d'un signal de pilotage des moyens d'activation/désactivation, en fonction de la comparaison de la tension d'alimentation et du seuil critique; le dispositif comprend des moyens de régulation de la tension d'alimentation comblée; le dispositif comprend des moyens de mesure de la tension d'alimentation, destinés à recevoir en entrée la tension d'alimentation et à fournir en sortie une grandeur représentant une mesure de la tension d'alimentation; - les moyens de mesure comprennent un convertisseur analogique/numérique destiné à fournir une grandeur numérique de la mesure de la tension d'alimentation; les moyens de génération comprennent un microcontrôleur apte à recevoir en entrée la grandeur numérique de la mesure de la tension d'alimentation, à comparer cette grandeur avec une grandeur représentant le seuil critique et à générer le signal de commande en fonction du résultat de cette comparaison; - le microcontrôleur est alimenté par une tension obtenue à partir de la tension comblée d'alimentation de l'organe électrique. L'invention a encore pour objet un procédé d'alimentation d'un organe électrique, du type dans lequel: on alimente en tension l'organe électrique au moyen d'une source de tension, - on comble des déficits de la tension d'alimentation de l'organe électrique pour maintenir la tension d'alimentation comblée au-dessus d'un seuil critique, caractérisé en ce que l'on comble les déficits de la tension d'alimentation avec une pompe de charge, en activant/désactivant cette pompe de charge en fonction du franchissement à la baisse/à la hausse par la tension d'alimentation du seuil critique. Le procédé d'alimentation d'un organe électrique peut en outre comprendre l'une ou les caractéristiques selon lesquelles: on régule la tension d'alimentation comblée; on mesure la tension d'alimentation, on compare la tension d'alimentation mesurée avec le seuil critique, et on génère en fonction du résultat de cette comparaison, un signal de pilotage d'activation/désactivation de la pompe de charge; - le signal de pilotage est dans un état actif lorsque la tension d'alimentation émise par la source est inférieure au seuil critique et dans un état inactif dans le cas contraire, afin respectivement d'activer et désactiver la pompe de charge. - dans l' état actif , le signal de pilotage a une forme oscillante de fréquence et de rapport cyclique prédéterminés, et dans l' état inactif , le signal de pilotage est continu de valeur égale à la valeur minimale de la forme oscillante du signal de pilotage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif d'alimentation d'un organe électrique selon l'invention; la figure 2 est un graphique représentant une courbe d'évolution d'une tension fournie par une batterie d'un véhicule automobile en fonction du temps; - la figure 3 est un graphique représentant une courbe d'évolution d'un signal de pilotage d'une pompe de charge en fonction du temps; - la figure 4 est un graphique représentant une courbe d'évolution d'une tension en sortie de la pompe de charge en fonction du temps; - la figure 5 est un graphique représentant une courbe d'évolution de la tension d'alimentation de l'organe électrique en fonction du temps. On a représenté sur la figure 1, un dispositif 10 selon l'invention pour l'alimentation d'un organe électrique 12. Dans cet exemple, l'organe électrique 12 est un boîtier électronique comprenant au moins un composant électronique. En particulier, le boîtier électronique 12 peut former un organe d'ordinateur de bord, de module antivol ou encore d'horloge. Le boîtier électronique 12 est raccordé à une source de tension 14. La source de tension 14 est, dans l'exemple décrit, une batterie d'un véhicule automobile. La batterie 14 est destinée à fournir une tension d'alimentation Vb à l'organe électrique 12. Cette tension Vb est générée à partir de la tension nominale de la batterie 14 à l'aide de moyens classiques non représentés. En général, le boîtier électronique 12 nécessite d'être alimenté par une tension d'alimentation relativement faible. Toutefois, cette tension d'alimentation doit être supérieure à un seuil critique Vo. En effet, le boîtier électronique 12 peut interpréter le franchissement à la baisse du seuil Vo comme une annulation de la tension d'alimentation et certaines des fonctions du boîtier 12 associées à des mémoires, nécessitent alors d'être réinitialisées. Le seuil de tension critique Vo peut avoir, par exemple, une valeur de 0,6V. Or, lors du démarrage du véhicule automobile, certains organes électriques requérant un courant d'alimentation d'intensité élevé provoquent une forte baisse de la tension Vb aux bornes de la batterie 14. Ainsi, sur la figure 2, on voit que la tension Vb peut notamment descendre en dessous du seuil critique Vo. Afin de maintenir la tension Vb d'alimentation du boîtier électronique 12 supérieure au seuil Vo, le dispositif 10 comprend encore des moyens 16 destinés à combler les déficits de la tension Vb fournie par la batterie 14, notamment lors du démarrage du véhicule automobile. Les moyens de comblement 16 comportent une pompe de charge 16. De façon connue en soi, la pompe de charge 16 est un montage électronique classique apte à fournir en permanence une tension en sortie Vp supérieure à une tension fournie en entrée. En général, la tension en sortie Vp est un multiple de la tension en entrée, et le facteur de multiplication dépend notamment du choix des composants électroniques formant la pompe de charge 16. Dans cet exemple, la tension fournie en entrée de la pompe de charge 16 est la tension Vb obtenue à partir de la batterie 14. La pompe de charge 16 fournit alors la tension Vp, représentée sur la figure 4. Le dispositif 10 comprend également des moyens d'activation/désactivation 18 de la pompe de charge 16 en fonction du franchissement à la baisse/à la hausse par la tension d'alimentation Vb du seuil critique Vo. Afin de piloter les moyens d'activation/désactivation 18, le dispositif 10 comporte également des moyens de génération 20 d'un signal S de pilotage des moyens 18 en fonction du résultat de la comparaison de la tension d'alimentation Vb et du seuil critique Vo. De préférence, le signal de pilotage S est susceptible d'adopter deux états, un état A dit actif et un état I dit inactif . Plus particulièrement, on voit sur la figure 3, que le signal de pilotage S est dans I' état actif A lorsque la tension d'alimentation Vb est inférieure au seuil critique Vo et dans l' état inactif I dans le cas contraire, afin respectivement d'activer et désactiver la pompe de charge 16. De préférence, dans l' état actif A, le signal de pilotage a une forme oscillante de fréquence et de rapport prédéterminés, et dans l' état inactif I, le signal de pilotage est continu de valeur égale à la valeur minimale de la forme oscillante du signal de pilotage S. Dans l'exemple décrit, la forme oscillante est formée par des créneaux rectangulaires. En général, le signal de pilotage est une tension, et la valeur minimale de la forme oscillante est la tension nulle, ceci notamment afin de protéger les composants électroniques formant la pompe de charge 16. En effet, les composants électroniques risquent d'être endommagés par l'application d'un signal de pilotage continu de tension non nulle. Dans ce cas, la tension Vp en sortie de la pompe de charge 16 a également une forme oscillante suivant les variations oscillantes du signal de pilotage S du fait de perturbations, par exemple d'origine électromagnétique, générées par le signal de pilotage S sur la pompe de charge 16. Dans l'exemple décrit, les moyens 20 de génération du signal S comportent un microcontrôleur 20 apte à recevoir en entrée la grandeur numérique de la mesure de la tension Vb, à comparer cette grandeur avec une grandeur représentant le seuil critique Vo et à générer le signal de pilotage S en fonction du résultat de cette comparaison. En particulier, le microcontrôleur 20 peut fixer la fréquence et le rapport cyclique des oscillations du signal de pilotage S dans l' La tension d'alimentation Vb est mesurée à l'aide de moyens destinés à recevoir en entrée la tension Vb et à fournir en sortie une grandeur représentant une mesure de la tension d'alimentation Vb. De préférence, les moyens de mesure comprennent un convertisseur analogique/numérique 22 destiné à fournir une grandeur numérique de la mesure de la tension Vb. En effet, ce convertisseur analogique/numérique 22 est apte à convertir la tension d'alimentation Vb reçue en entrée en une grandeur numérique fournie au microcontrôleur 20. Dans l'exemple décrit, la tension Vb est également la tension d'alimentation du convertisseur 22 et des moyens d'activation/désactivation 18. De préférence, afin de lisser les irrégularités de la tension Vp en sortie de la pompe de charge 16, le dispositif 10 comporte des moyens de régulation 24 de la tension Vp, apte à fournir une tension régulée Vr constante alimentant le boîtier 12, représentée sur la figure 5. Dans cet exemple, la tension Vr est également la tension d'alimentation du microcontrôleur 20. Le microcontrôleur 20 est donc alimenté par une tension obtenue à partir de la tension comblée Vp d'alimentation du boîtier électronique 12. Le dispositif 10 permet de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Au cours de ce procédé, on alimente le boîtier électronique 12 avec la tension Vb générée au moyen de la source de tension 14. Conformément à l'invention, on comble les déficits de la tension Vb avec la pompe de charge 16 pour maintenir cette tension d'alimentation audessus du seuil critique Vo. Le comblement des déficits de la tension Vb est réalisé en activant/désactivant la pompe de charge 16 en fonction du franchissement à la baisse/à la hausse par la tension Vb du seuil critique Vo. Plus particulièrement: - on mesure la tension Vb à l'aide des moyens 22, on compare la tension d'alimentation Vb mesurée avec le seuil critique Vo à laide du microcontrôleur 20, et - on génère, en fonction du résultat de cette comparaison, le signal de pilotage S d'activation/désactivation de la pompe de charge 16. Ainsi, tant que la tension d'alimentation de la batterie Vb est supérieure au seuil critique Vo, le microcontrôleur 20 génère un signal S dans I Lorsque la tension Vb diminue en franchissant à la baisse le seuil critique Vo, notamment lors du démarrage du véhicule automobile, le microcontrôleur 20 génère un signal S dans I On peut voir sur les figures 2 et 3, que la période au cours de laquelle le signal S est dans I' état actif A coïncide avec la période au cours de laquelle Vb est inférieure à Vo. Ainsi, on voit sur la figure 4, que la pompe de charge 16 fournit une tension de sortie Vp supérieure au seuil Vo. Lorsque la tension Vb augmente en franchissant à la hausse le seuil critique Vo, le microcontrôleur 20 génère un signal S dans I Par ailleurs, on régule en permanence la tension Vp en sortie de la pompe de charge 16 (c'est-à-dire après comblement des déficits de tension) avec les moyens de régulation 24, de manière à ce que la tension Vr en sortie des moyens 24 soit sensiblement constante. Comme la période d'activation de la pompe de charge 16 peut avoir une durée ajustée à la période au cours de laquelle la tension d'alimentation Vb de la batterie 14 est inférieure au seuil critique Vo, la tension Vr alimentant le boîtier 12 est toujours supérieure au seuil critique Vo, même au cours du démarrage du véhicule automobile. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation (10) d'au moins un organe électrique (12), du type comprenant: une source de tension (14), des moyens de comblement (16) des déficits d'une tension (Vb) d'alimentation de l'organe électrique (12) générée à partir de la source (14) de façon à maintenir la tension d'alimentation comblée (Vp) au-dessus d'un seuil critique (Vo), caractérisé en ce que les moyens de comblement (16) comprennent une pompe de charge (16) et des moyens d'activation/désactivation (18) de cette pompe de charge (16) en fonction du franchissement à la baisse/à la hausse par la tension d'alimentation (Vb) du seuil critique (Vo). 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel la source de tension (14) est une batterie d'un véhicule automobile. 3. Dispositif (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'organe électrique (12) comprend au moins un composant électronique. 4. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant des moyens de génération (20) d'un signal de pilotage (S) des moyens d'activation/désactivation (18), en fonction de la comparaison de la tension d'alimentation (Vb) et du seuil critique (Vo). 5. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant des moyens de régulation (24) de la tension d'alimentation comblée (Vp). 6. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant des moyens de mesure (22) de la tension d'alimentation (Vb), destinés à recevoir en entrée la tension d'alimentation (Vb) et à fournir en sortie une grandeur représentant une mesure de la tension d'alimentation (Vb). 7. Dispositif (10) selon la revendication 6, dans lequel les moyens de mesure (22) comprennent un convertisseur analogique/numérique destiné à fournir une grandeur numérique de la mesure de la tension d'alimentation (Vb). 8. Dispositif (10) selon les revendications 4 et 7, dans lequel les moyens de génération (20) comprennent un microcontrôleur apte à recevoir en entrée la grandeur numérique de la mesure de la tension d'alimentation (Vb), à comparer cette grandeur avec une grandeur représentant le seuil critique (Vo) et à générer le signal de pilotage (S) en fonction du résultat de cette comparaison. 9. Dispositif (10) selon la revendication 8, dans lequel le microcontrôleur (20) est alimenté par une tension obtenue à partir de la tension comblée (Vp) d'alimentation de l'organe électrique (12). 10. Procédé d'alimentation d'un organe électrique (12), du type dans lequel: - on alimente en tension l'organe électrique (12) au moyen d'une source de tension (14), - on comble des déficits de la tension (Vb) d'alimentation de l'organe électrique (12) pour maintenir la tension d'alimentation comblée (Vp) au-dessus d'un seuil critique (Vo), caractérisé en ce que l'on comble les déficits de la tension d'alimentation (Vb) avec une pompe de charge (16), en activant/désactivant cette pompe de charge (16) en fonction du franchissement à la baisse/à la hausse par la tension d'alimentation (Vb) du seuil critique (Vo). 12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on régule la tension d'alimentation comblée (Vp). 13. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel: on mesure la tension d'alimentation (Vb), - on compare la tension d'alimentation (Vb) mesurée avec le seuil critique (Vo), et - on génère, en fonction du résultat de cette comparaison, un signal de pilotage (S) d'activation/désactivation de la pompe de charge (16) . 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le signal de pilotage (S) est dans un état actif (A) lorsque la tension d'alimentation (Vb) émise par la source (14) est inférieure au seuil critique (Vo) et dans un état inactif (I) dans le cas contraire, afin respectivement d'activer et désactiver la pompe de charge (16) . 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel dans l' état actif (A), le signal de pilotage a une forme oscillante de fréquence et de rapport cyclique prédéterminés, et dans l' état inactif (I), le signal de pilotage S est continu de valeur égale à la valeur minimale de la forme oscillante du signal de pilotage.