Brevet FR2889894A3 — publié le 20070223

FR 2889894 A3 20070223 FR 0650245 A 20060124 CIRCUIT DE COMMUTATION D'ALIMENTATION DOTE D'UNE PROTECTION CONTRE LA FUITE DE COURANT La présente invention concerne un circuit de commutation d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant et, plus particulièrement, un circuit utilisé dans un dispositif électronique et capable d'empêcher les actions erronées provoquées par un courant de fuite de circuit dans des environnements à haute température. Comme représenté sur la figure 1, un circuit de commutation d'alimentation de la technique antérieure est principalement formé en connectant deux transistors QI, Q2 et d'autres composants électroniques. Lorsque de l'énergie doit être délivrée, un signal de déclenchement ST est utilisé pour commander le transistor Q1 afin de l'amener à l'état passant de sorte qu'une source de tension Vcc peut délivrer de l'énergie à une charge 90 via le transistor Q1. Dans le même temps, l'énergie délivrée peut également être envoyée à la base du transistor Q2 pour rendre passant le transistor Q2. Une fois que le transistor Q2 est passant, la base du transistor Q1 va être connectée à une borne de référence Gnd pour maintenir passant le transistor Q1. Lorsque l'énergie doit être coupée, un contrôleur 91 va envoyer un signal de coupure au transistor Q2 pour amener le transistor Q2 à l'état bloqué. Le transistor Q1 va ensuite être bloqué successivement de sorte que la source de tension Vcc ne peut plus délivrer d'énergie à la charge 90. Le courant de fuite d'un transistor dépend de la température de fonctionnement. La grandeur du courant de fuite est proportionnelle à la température. Veuillez vous reporter à nouveau à la figure 1. Conformément aux caractéristiques de transistor, lorsque le circuit arrête de délivrer de l'énergie, le transistor Q2 va avoir un courant de fuite ICEO. Lorsque la température monte, le courant de fuite ICEO augmente, et le courant de base IBI circulant à travers le transistor QI augmente avec celui-ci. Du fait que le courant de collecteur le est (3 fois le courant de base IB conformément aux caractéristiques de transistor, le courant de collecteur Ici du transistor QI va augmenter avec le courant de base IBi du transistor Qi. De manière similaire, le courant de base IB2 du transistor Q2 augmente avec le courant de collecteur Ici du transistor Qi. Avec l'augmentation du courant de base IB2 du transistor Q2, le courant de fuite ICEO augmente. Dans ce cercle vicieux, le circuit de commutation d'alimentation va générer des actions erronées. A savoir, lorsque le circuit de commutation d'alimentation est à l'origine dans l'état bloqué (c'est-à-dire qu'il arrête de délivrer de l'énergie), le transistor Qi va être passant du fait du courant de fuite IOEO pour amener le circuit de commutation d'alimentation dans l'état passant (c'est-à-dire qu'il commence à délivrer de l'énergie). Un but de la présente invention consiste à proposer un circuit de commutation d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant, qui est utilisé dans un dispositif électronique et capable d'empêcher les actions erronées provoquées par un courant de fuite de circuit dans des environnements à haute température. La présente invention comporte un transistor, un transistor à effet de champ et une troisième résistance. Le transistor a un émetteur, une base et un collecteur. L'émetteur est connecté à une source de tension. Le collecteur est connecté à une charge via une diode polarisée en sens direct. La base reçoit un signal de déclenchement. Le transistor à effet de champ a un drain, une source et une grille. Le drain reçoit un signal de déclenchement et est connecté à la base via une première résistance. La source est connectée à une borne de référence via au moins deux diodes montées en série. La grille est connectée au collecteur via une deuxième résistance. Une borne de la troisième résistance est connectée à la grille, et l'autre borne est connectée à la borne de référence via la troisième résistance. Les divers buts et avantages de la présente invention vont être plus facilement compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre faite en association avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma de circuit d'un circuit de commutation d'alimentation de la technique antérieure, - la figure 2 est un schéma de circuit d'un circuit de commutation d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant de la présente invention, et - la figure 3 est un schéma de circuit représentant la manière selon laquelle la présente invention est utilisée dans un dispositif électronique. On va maintenant décrire les modes préférés de réalisation de la présente invention. La figure 2 est un schéma de circuit d'un circuit de commutation d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant de la présente invention. Le circuit de communication d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant est utilisé dans un dispositif électronique (non-représenté), et peut empêcher les actions erronées provoquées par un courant de fuite dans des environnements à haute température. Le circuit de commutation d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant comporte un transistor Q3r un transistor à effet de champ Q4 et une troisième résistance R14. Le transistor Q3 a un émetteur E, une base B et un collecteur C. L'émetteur E est connecté à une source de tension Vcc. Le collecteur C est connecté à une charge 92 via une diode polarisée en sens direct D13. Le transistor à effet de champ Q4 a un drain D, une source S et une grille G. Le drain D est connecté à la base B du transistor Q3 via une première résistance R12, et reçoit un signal de déclenchement ST1. La source S est connectée à une borne de référence Gnd via une unité de fixation de niveau de tension 93. L'unité de fixation de niveau de tension 93 délivre une tension de référence, et est formée en montant en série ensemble au moins deux diodes (D11, D12) dans ce mode de réalisation. La grille est connectée au collecteur C du transistor Q3 via une deuxième résistance R13. Une borne de la troisième résistance R14 est connectée à la grille G du transistor à effet de champ Q4r et l'autre borne est connectée à la borne de référence Gnd. La deuxième résistance R13 et la troisième résistance R14 sont montées en série ensemble pour former une unité diviseur de tension 94. Le circuit de commutation d'alimentation ayant une protection contre la fuite de courant de la présente invention comporte en outre un condensateur C11 et une quatrième résistance R11r qui sont montés en parallèle entre l'émetteur E et la base B du transistor Q3. Le transistor Q3 est un transistor PNP, et le transistor à effet de champ Q4 est un transistor à effet de champ à canal N. Veuillez vous reporter à nouveau à la figure 2. Lorsque le circuit de commutation d'alimentation délivre de l'énergie normalement, il reçoit un signal de déclenchement de niveau bas ST1 pour l'activation de l'alimentation. Le signal de déclenchement de niveau bas ST1 amène le transistor Q3 à l'état passant. Une fois que le transistor Q3 est passant, la source de tension Vcc délivre de l'énergie à la charge 92 via le transistor Q3. Du fait que le transistor Q3 est passant, la source de tension Vcc va produire une polarisation de commande suffisamment importante sur la résistance R14 de l'unité diviseur de tension 94 pour amener le transistor à effet de champ Q4 à l'état passant. Lorsque la polarisation de commande est plus grande que la somme de la tension passante du transistor à effet de champ Q4 et de la tension de référence, le transistor à effet de champ Q4 entre immédiatement dans l'état passant. Une fois que le transistor à effet de champ Q4 est passant, la base B du transistor Q3 est connectée à la borne de référence Gnd pour maintenir le transistor Q3 dans l'état passant, de manière à continuer de délivrer de l'énergie à la charge 92. Lorsque le circuit arrête de délivrer de l'énergie, le transistor à effet de champ Q4 va générer un courant de fuite IDSS. Lorsque la température monte, le courant de fuite IDSS augmente, et le courant de base IB3 circulant à travers le transistor Q3 augmente avec celui-ci. Du fait que le courant de collecteur IC est fois le courant de base IB conformément aux caractéristiques de transistor, le courant de collecteur IC3 du transistor Q3 va augmenter avec le courant de base IB3. L'augmentation du courant de collecteur IC3 du transistor Q3 va provoquer une augmentation de la tension de la grille G du transistor à effet de champ Q4. Cependant, du fait que la source S du transistor à effet de champ Q4 est montée en série avec l'unité de fixation de niveau de tension 93 (c'est-à-dire au moins deux diodes montées en série D11 et D12), pour que le transistor à effet de champ Q4 soit passant, la tension de la grille G doit être supérieure à la somme de la tension de pincement VT du transistor à effet de champ Q4 et de la chute de tension à travers les au moins deux diodes montées en série D11 et D12. Lorsque la présente invention fonctionne dans des environnements à haute température, l'augmentation du courant de fuite IDSS va amener le courant de base IB3 et le courant de collecteur IC3 du transistor Q3 à augmenter successivement. Cependant, du fait que la tension de la grille du transistor à effet de champ Q4 générée lorsque le courant de collecteur IC3 circule à travers la troisième résistance R14 est toujours inférieure à la somme de la tension de pincement VT du transistor à effet de champ Q4 et de la chute de tension à travers les au moins deux diodes montées en série D11 et D12r le transistor à effet de champ Q4 ne va pas entraîner d'actions erronées même s'il existe une variation de température quelconque. Par conséquent, le circuit de commutation d'alimentation peut fonctionner de manière stable sans influence quelconque du courant de fuite de transistor dans des environnements à haute température. La figure 3 est un schéma de circuit représentant la manière selon laquelle la présente invention est utilisée dans un dispositif électronique. Un dispositif électronique 10 délivre un signal de déclenchement de niveau haut STR pour l'activation de l'alimentation. Le signal de déclenchement de niveau haut STR est connecté à un circuit de commutation d'alimentation 20 via une première unité de commutation 30, et est connecté à un microprocesseur 50 via une deuxième unité de commutation 40. Le signal de déclenchement de niveau haut STR amène un transistor Q5 dans la première unité de commutation 30 à un état passant. Une fois que le transistor Q5 est passant, la base du transistor Q3 est connectée à la borne de référence Gnd de sorte que le transistor Q3 est passant. La source de tension Vcc délivre ainsi de l'énergie à une charge 60 et à un régulateur de tension 70 via le transistor Q3. Du fait que le transistor Q3 est passant, la source de tension Vcc va produire une polarisation de commande suffisamment importante sur la résistance R14 de l'unité diviseur de tension 94 pour amener le transistor à effet de champ Q4 à l'état passant. Lorsque la polarisation de commande est plus grande que la somme de la tension passante du transistor à effet de champ Q4 et de la tension de référence, le transistor à effet de champ Q4 entre immédiatement dans l'état passant pour conserver le transistor Q3 dans l'état passant. Lorsque le dispositif électronique 10 doit arrêter de délivrer de l'énergie, il délivre un signal de déclenchement de niveau haut STR pour mettre fin à l'alimentation. Le signal de déclenchement de niveau bas STR amène un transistor Q7 dans la deuxième unité de commutation 40 à l'état bloqué. Une fois que le transistor Q7 est bloqué, le microprocesseur 50 délivre immédiatement en sortie un signal de niveau haut pour amener un transistor Q6 dans une troisième unité de commutation 80 à l'état passant. Une fois que le transistor Q6 est passant, la grille G du transistor à effet de champ Q4 est connectée à la borne de référence Gnd pour amener le transistor à effet de champ Q4 à l'état bloqué. Une fois que le transistor à effet de champ Q4 est bloqué, le transistor Q3 entre immédiatement dans l'état bloqué, et la source de tension Vcc arrête de délivrer de l'énergie à la charge 60 et au régulateur de tension 70. Lorsque le dispositif électronique 10 arrête 30 de délivrer de l'énergie, si la température augmente, le courant de fuite IDSS du transistor à effet de champ Q4 va augmenter, et le courant de base IB3 circulant à travers le transistor Q3 augmente avec celui-ci. Du fait que le courant de collecteur IC est (3 fois le courant de base IB conformément aux caractéristiques de transistor, le courant de collecteur IC3 du transistor va augmenter avec le courant de base L'augmentation du courant de collecteur IC3 du transistor Q3 va amener une augmentation de la tension de la grille G du transistor à effet de champ Q4. Cependant, du fait que la source S du transistor à effet de champ Q4 est montée en série avec les au moins deux diodes montées en série D11 et D12r pour que le transistor à effet de champ Q4 soit passant, la tension de la grille G doit être supérieure à la somme de la tension de pincement VT du transistor à effet de champ Q4 et de la chute de tension à travers les au moins deux diodes montées en série D11 et D12. Lorsque la présente invention fonctionne dans des environnements à haute température, l'augmentation du courant de fuite IDSS va amener le courant de base IB3 et le courant de collecteur IC3 du transistor Q3 à augmenter successivement. Cependant, du fait que la tension de la grille du transistor à effet de champ Q4 générée lorsque le courant de collecteur IC3 circulant à travers la troisième résistance R14 est toujours inférieure à la somme de la tension de pincement VT du transistor à effet de champ Q4 et de la chute de tension à travers les au moins deux diodes montées en Q3 IB3. série D11 et D12r le transistor à effet de champ Q4 ne va pas entraîner d'action erronée même s'il existe une variation quelconque de température. Par conséquent, le circuit de commutation d'alimentation peut fonctionner de manière stable sans influence quelconque du courant de fuite de transistor dans des environnements à haute température. Pour résumer, la présente invention utilise un transistor PNP et un transistor à effet de champ à canal N pour réaliser une protection contre la fuite de courant de sorte que le circuit ne va pas produire d'action erronée du fait de l'augmentation du courant de fuite dans des environnements à haute température. Bien que la présente invention ait été décrite en référence au mode préféré de réalisation de celle-ci, il doit être compris que la présente invention n'est pas limitée aux détails de celui-ci. Plusieurs remplacements et modifications ont été suggérés dans la description qui précède, et d'autres vont apparaître à l'homme du métier. Par conséquent, tous ces remplacements et modifications sont destinés à être englobés dans la portée de la présente invention telle que définie dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant, le circuit de commutation d'alimentation (20) étant utilisé dans un dispositif électronique (10) et capable d'empêcher les actions erronées provoquées par un courant de fuite (IDss) dans des environnements à haute température, le circuit de commutation d'alimentation (20) étant caractérisé en ce qu'il comporte: un transistor (Q3) ayant un émetteur (E), une base (B) et un collecteur (C), l'émetteur (E) étant connecté à une source de tension (Vcc), le collecteur (C) étant connecté à une charge (92), la base (B) recevant un signal de déclenchement (ST1), un transistor à effet de champ (Q4) ayant un drain (D), une source (S) et une grille (G), le drain (D) étant connecté à la base (B) via une première résistance (R12), la grille (G) étant connectée au collecteur (C) via une deuxième résistance (R13) et à une borne de référence (Gnd) via une troisième résistance (R14), et au moins deux diodes (D11, D12) montées en série connectées entre la source (S) et la borne de référence (Gnd). 2. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième résistance (R13) et la troisième résistance (R14) sont montées en série ensemble pour former une unité diviseur de tension (94). 3. Circuit de commutation d'alimentation (20) 5 ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 1, comportant en outre un condensateur (C11), caractérisé en ce que le condensateur (C11) est monté en parallèle entre l'émetteur (E) et la base (B) du transistor (Q3). 4. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 1, comportant en outre une quatrième résistance (R11), caractérisé en ce que la quatrième résistance (R11) est montée en parallèle entre l'émetteur (E) et la base (B) du transistor (Q3). 5. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon 20 la revendication 1, caractérisé en ce que le transistor (Q3) est un transistor PNP. 6. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transistor à effet de champ (Q4) est un transistor à effet de champ à canal N. 7. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant, le circuit de commutation d'alimentation (20) étant utilisé dans un dispositif électronique (10) et capable d'empêcher les actions erronées provoquées par un courant de fuite (IDss) dans des environnements à haute température, le circuit de commutation d'alimentation (20) étant caractérisé en ce qu'il comporte: un transistor (Q3) dont la conduction et commandée par un signal de déclenchement (ST1), une unité diviseur de tension (94) connectée au transistor (Q3) et utilisé pour délivrer en sortie une polarisation de commande conformément à un courant de conduction du transistor (Q3), un transistor à effet de champ (Q4) connecté au transistor (Q3) et à ladite unité diviseur de tension (94), la conduction du transistor à effet de champ (Q4) étant commandée par la polarisation de commande et utilisée pour conserver le transistor (Q3) dans l'état passant, et une unité de fixation de niveau de tension (93) connectée au transistor à effet de champ (Q4) et délivrant une tension de référence pour augmenter le niveau d'une tension passante du transistor à effet de champ (Q4), de sorte que la conduction du transistor à effet de champ (Q4) est effective si la polarisation de commande est supérieure à la somme de la tension passante du transistor à effet de champ (Q4) et de la tension de référence. 8. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transistor (Q3) est un transistor PNP. 9. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transistor à effet de champ (Q4) est un transistor à effet de champ à canal N. 10. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transistor à effet de champ (Q4) est connecté au transistor (Q3) via une première résistance (R12). 11. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité diviseur de tension (94) comporte une deuxième résistance (R13) et une troisième résistance (R14), et celles-ci sont montées en série. 12. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 7, comportant en outre un condensateur (Cu), caractérisé en ce que le condensateur (C11) est monté en parallèle entre un émetteur (E) et une base (B) du transistor (Q3). 13. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant 30 selon la revendication 7, comportant en outre une quatrième résistance (R11), caractérisé en ce que la quatrième résistance (R11) est montée en parallèle entre un émetteur (E) et une base (B) du transistor (Q3). 14. Circuit de commutation d'alimentation (20) ayant une protection contre la fuite de courant selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de fixation de niveau de tension (93) comporte au moins deux diodes (D11, D12) , et les deux diodes (D11r d12) sont montées en série.