Brevet FR2909814A3 — publié le 20080613

FR 2909814 A3 20080613 FR 0705126 A 20070716 1 CIRCUIT DE PROTECTION D'ALIMENTATION ÉLECTRIQUE POUR UN CHARGEUR DE VOITURE ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION [0001] 1. Domaine de l'invention [0002] La présente invention concerne un circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture, et plus particulièrement un circuit de protection d'alimentation électrique qui protège efficacement un chargeur de voiture contre des dommages provoqués par une surtension transitoire et qui réduit les coûts de fabrication des éléments électroniques pour un chargeur de voiture. [0003] 2. Description de l'art antérieur [0004] Ces dernières années, les pays développés européens et américains ont établi des règles de sécurité de plus en plus strictes pour toutes sortes de circuits électroniques, et tous les appareils et dispositifs électroniques conçus pour un usage dans des voitures doivent également répondre à des normes appropriées. Par exemple, un chargeur de voiture est conçu pour un usage sur une prise d'allume-cigare de voiture pour alimenter en courant ou charger un téléphone portable ou tout autre appareil mobile. Par conséquent, le chargeur de voiture doit satisfaire à la norme ISO 7637. En fonction de leur alimentation électrique, les chargeurs de voiture peuvent être séparés en deux systèmes, à savoir, les systèmes 12V et 24V. Selon la norme ISO 7637, un système 12V et un système 24V de chargeur de voiture doivent pouvoir supporter des surtensions transitoires, de respectivement 65 à 87V et 123 à 174V, sans compromettre le fonctionnement normal des circuits à une extrémité de sortie du chargeur de voiture et/ou sans faire sauter le fusible. [0005] Pour que le chargeur de voiture réponde aux exigences de la norme ISO 7637, il est généralement nécessaire de monter un circuit de protection de surtension transitoire relativement compliqué à une entrée électrique du chargeur de voiture, ou d'utiliser un dispositif très onéreux de protection contre les 2909814 2 surtensions / les surintensités avec une puissance très élevée de pas moins de 1800W. [0006] L'inventeur a donc essayé de développer un circuit de protection pour un chargeur de voiture qui satisfasse les exigences de la norme ISO 7637 et qui 5 assure une protection efficace contre les surtensions transitoires tout en réduisant les coûts de fabrication des composants électroniques pour un chargeur de voiture. RÉSUMÉ DE L'INVENTION [0007] Un objectif principal de la présente invention est de fournir un circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture qui non 10 seulement satisfasse les exigences de la norme ISO 7637, mais également supprime efficacement les surtensions transitoires et réduise les coûts des composants électroniques pour un chargeur de voiture. [0008] Pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus, et d'autres objectifs, le circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture selon la 15 présente invention comprend au moins un premier pont diviseur de tension relié en série, par une première extrémité, à une alimentation électrique de la voiture ; et au moins un parasurtenseur (en anglais, "transient voltage suppressor", ci-après "TVS"), ayant une électrode négative reliée en série à une deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension, et une électrode positive reliée à la terre, afin de 20 maintenir une surtension transitoire à une valeur de tension stabilisée prédéterminée avant que la tension stabilisée soit transmise à un circuit d'un chargeur de voiture. Par conséquent, une surtension transitoire peut être efficacement supprimée pour protéger des circuits ou des composants à une extrémité de sortie du chargeur de voiture. 25 [0009] Le circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture selon la présente invention comprend de plus une varistance reliée en parallèle à l'alimentation électrique de la voiture et à la terre, afin d'absorber la surtension transitoire et de la détourner à la terre. 2909814 3 [0010] Le circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture selon la présente invention comprend de plus un condensateur monté en série entre la deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension et la terre. [0011] Le circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de 5 voiture selon la présente invention comprend de plus une bobine montée en série entre la deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension et l'électrode négative du TVS. [0012] Le circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture selon la présente invention comprend de plus un deuxième pont diviseur de 10 tension relié en série à une extrémité de la bobine. [0013] Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, le circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture comprend deux TVS montés en parallèle. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 15 [0014] La structure et les moyens techniques adoptés par la présente invention pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus et d'autres objectifs peuvent être mieux compris en se rapportant à la description détaillée des formes de réalisation préférées et des figures d'accompagnement ci-annexées, parmi lesquelles : 20 [0015] La figure 1 est un diagramme fonctionnel à blocs pour un chargeur de voiture selon la présente invention [0016] La figure 2 est un diagramme fonctionnel d'un circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture selon une forme de réalisation de la présente invention ; et 25 [0017] La figure 3 est un diagramme fonctionnel complet pour le chargeur de voiture selon une forme de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FORMES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉES [0018] Se référer à la figure 1 qui est un diagramme fonctionnel à blocs d'un circuit pour un chargeur de voiture selon la présente invention. Comme représenté, 2909814 4 dans le circuit pour chargeur de voiture selon la présente invention, un circuit 10 de protection d'alimentation électrique est relié à une alimentation électrique 20 de la voiture pour protéger le circuit du chargeur 1 de voiture et un appareil électronique 3 relié à une extrémité du circuit du chargeur de voiture contre une 5 surtension transitoire causée, par exemple, par le tonnerre et la foudre, et pour satisfaire à la norme ISO 7637. [0019] Se référer à la figure 2, qui est un diagramme fonctionnel d'un circuit de protection d'alimentation électrique pour un chargeur de voiture selon une forme de réalisation de la présente invention, et à la figure 3, qui est un diagramme 10 fonctionnel complet pour le chargeur de voiture selon une forme de réalisation de la présente invention. Comme représenté, le circuit 10 de protection d'alimentation électrique se compose au moins d'une varistance 11, d'un premier pont diviseur de tension 12, d'un condensateur 13, d'une bobine 14, d'un deuxième pont diviseur de tension 15, et d'au moins un parasurtenseur (TVS) 16, et est relié en parallèle à 15 l'alimentation électrique 20 (V+) de la voiture et à la terre 21 (V-). Une extrémité du circuit 10 de protection d'alimentation électrique est relié à une entrée 30 du circuit du chargeur 1 de voiture. [0020] La varistance 11 est reliée en parallèle à l'alimentation électrique 20 (V+) de la voiture et à l'extrémité de prise de terre 21 (V-). Le premier pont diviseur 20 de tension 12 a une première extrémité montée en série entre l'alimentation électrique 20 (V+) de la voiture et la varistance 11, et le condensateur 13 est monté en série entre une deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension 12 et l'extrémité de la prise de terre 21 (V-). [0021] La bobine 14 et le deuxième pont diviseur de tension 15 sont montés 25 en séries entre l'entrée 30 du circuit du chargeur 1 de voiture et une jonction de la deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension 12 et du condensateur 13. [0022] Le TVS 16 a une électrode négative (-) reliée électriquement à une jonction du deuxième pont diviseur de tension 15 et à l'entrée 30 du circuit du chargeur de voiture, et une électrode positive (+) reliée électriquement à la terre 21 (V-). 2909814 5 [0023] Lorsqu'une surtension transitoire est provoquée par le tonnerre par exemple, la varistance 11 absorbera et détournera une grande partie de la surtension et de la surintensité à la terre, afin de protéger les circuits d'extrémité. Puis, les TVS 16 maintiendront la surtension transitoire à une valeur de tension 5 stabilisée prédéterminée, alors que la surtension restante sera absorbée par les ponts diviseurs de tension. [0024] Le TVS 16 a les avantages d'avoir un temps de réponse rapide et une faible tension de coupure pour supprimer efficacement une impulsion instantanée avant qu'elle provoque un quelconque dommage à un quelconque circuit 10 d'extrémité de composants, et il est donc très approprié à un environnement de boucle basse tension. Le TVS 16 a également un faible courant de fuite. Lorsque le TVS 16 avec faible courant de fuite est relié à un condensateur, il a encore une meilleure capacité à traiter la décharge électrostatique dans une boucle de conduite à grande vitesse. Par conséquent, dans la présente invention, le circuit diviseur de 15 tension formé par le premier pont diviseur de tension 12, le condensateur 13, la bobine 14, et le deuxième pont diviseur de tension 15 est relié au TVS 16, afin de protéger efficacement le circuit du chargeur 1 de voiture. [0025] Dans la présente l'invention, deux ou plusieurs parasurtenseurs 16 peuvent être montés en parallèle, pour assurer une protection de surtension 20 transitoire aussi élevée que 1800W afin de satisfaire à la norme ISO 7637, de sorte que le circuit d'extrémité de chargeur de voiture est protégé contre toute influence défavorable, et même un fusible d'extrémité FI peut être protégé contre la rupture. [0026] Avec les configurations mentionnées ci-dessus, la présente invention fournit un circuit de protection d'alimentation électrique qui peut être réalisé à bas 25 prix tout en assurant une absorption efficace de surtension transitoire. [0027] La présente invention a été décrite selon l'une de ses formes de réalisation préférées et il doit être compris que beaucoup de changements et de modifications dans la forme de réalisation décrite peuvent être effectués sans s'écarter de la portée et de l'esprit de l'invention qui est destinée à être limitée 30 uniquement par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1. Circuit (10) de protection d'alimentation électrique pour un chargeur (1) de voiture, relié à une alimentation électrique (20) de la voiture pour alimenter en courant ou charger un téléphone portable ou tout autre appareil mobile, caractérisé en ce qu'il comprend : au moins un premier pont diviseur de tension (12) relié en série, par une première extrémité, à l'alimentation électrique (20) de la voiture ; et au moins un parasurtenseur (16) ayant une électrode négative reliée en série à une deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension (12), et une électrode positive reliée à la terre (21), afin de maintenir une surtension transitoire à une valeur de tension stabilisée prédéterminée avant de transmettre la tension stabilisée à un circuit du chargeur (1) de voiture. 2. Circuit (10) de protection d'alimentation électrique pour un chargeur (1) de voiture selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une varistance (11) reliée en parallèle à l'alimentation électrique (20) de la voiture et à la terre (21), afin d'absorber la surtension transitoire et de la détourner à la terre. 3. Circuit (10) de protection d'alimentation électrique pour un chargeur (1) de voiture selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un condensateur (13) monté en série entre la deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension (12) et la terre (21). 4. Circuit (10) de protection d'alimentation électrique pour un chargeur (1) de voiture selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une bobine (14) montée en série entre la deuxième extrémité du premier pont diviseur de tension (12) et l'électrode négative du parasurtenseur (16). 5. Circuit (10) de protection d'alimentation électrique pour un chargeur (1) de voiture selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un deuxième pont diviseur de tension (15) relié en série à une extrémité de la bobine (14). 2909814 7 6. Circuit (10) de protection d'alimentation électrique pour un chargeur (1) de voiture selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un parasurtenseur (16) se compose de deux parasurtenseur (16) montés en parallèle.