Brevet FR2899400A1 — publié le 20071005

Elévateur de tension pour dispositif de mesure La présente invention se rapporte à un circuit élévateur de tension aux bornes d'une charge, qui notamment a une fonction de mesure et dans laquelle on souhaite que puisse passer au moins un courant minimum, pendant au moins un intervalle de temps, par exemple pour effectuer une mesure, par exemple du niveau de liquide d'un réservcir, notamment dans un véhicule automobile, par exemple la jauge d'essence ou d'huile moteur, la mesure étant réalisée par intermittence au cours du temps. Actuellement, par exemple dans le cas de la mesure du niveau d'huile moteur dans le carter d'un véhicule automobile, le dispositif de mesure (la charge) est monté aux bornes de la batterie du véhicule. Cette batterie a normalement une tension Vbat à ses bornes d'environ 12 volts. Cependant, en fonction de la température ou de la manière dont la batterie est utilisée, notamment en fonction de l'état de l'alternateur, cette tension Vbat peut varier entre, par exemple, 8 volts et 18 volts. Or, pour une mesure, le dispositif de mesure nécessite d'avoir à ses bornes au moins une tension d'environ 10 volts. Par conséquent, il peut arriver que la tension de la batterie, lorsqu'elle descend en dessous de 10 volts, par exemple en raison du froid, rie soit pas suffisante pour permettre la mesure. Pour s'assu=rer d'une tension suffisante aux bornes de la charge (le dispositif de mesure) à travers laquelle on souhaite que puisse passer par intermittence et pendant un intervalle de temps de mesure, une intensité minimum, on prévoit un dispositif élévateur de tension. Dans les systèmes actuels on connaît le fait d'utiliser une alimentation à découpage. Ce type de dispositif présente, cependant, l'inconvénient de nécessiter une inductance, ce qui génère des problèmes de CEM (compatibilité électromagnétique) entraînant des problèmes de rayonnement coûteux à résoudre. En outre, ce dispositif prend relativement beaucoup de place. La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif ou circuit élévateur de tension aux bornes d'une charge (dispositif de mesure) à travers laquelle on souhaite s'assurer qu'il puisse passer, par intermittence et pendant un intervalle de mesure, au moins un courant imin, qui ne présente pas de problème de CEM et qui soit peu encombrant, notamment lorsqu'il s'agit d'un dispositif de mesure de la jauge d'un réservoir de liquide dans un véhicule automobile, notamment pour mesurer le niveau d'huile ou d'essence. Suivant l'invention, un circuit élévateur de tension aux bornes d'une charge ayant une fonction de mesure, alimentée aux bornes d'une batterie ayant une tension Vbat, une tension minimale Vmin aux bornes de la charge étant nécessitée pour y permettre le passage d'un courant -min, le circuit comportant des moyens formant interrupteur dont le fonctionnement est commandé au cours du temps de manière à être fermé par intermittence, l'interrupteur étant ainsi fermé pendant un intervalle de temps Atm pendant lequel on souhaite faire une mesure et ouvert pendant un intervalle At pendant lequel on ne fait pas de mesure, est caractérisé en ce que Atm Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens formant interrupteur sont constitués de deux transistors montés en série, le premier transistor ayant sa base connectée au dispositif de commande de l'interrupteur, son collecteur branché à la base du deuxième transistor et son émetteur raccordé à la terre, le deuxième transistor ayant son émetteur monté au potentiel Vbat et son collecteur monté à une borne des moyens d'accumulation de charge, le premier transistor étant un transistor bipolaire pnp et le deuxième transistor étant un transistor bipolaire npn. Suivant un mode de réalisation préféré, les moyens formant l'interrupteur sont constitués de deux transistors montés en série, le premier transistor ayant sa base connectée au dispositif de commande de l'interrupteur, son collecteur branché à la base du deuxième transistor et son émetteur raccordé à la terre, le deuxième transistor ayant son émetteur monté au potentiel vbat et son collecteur monté à une borne des moyens d'accumulation de charge, le premier transistor étant un transistor MOSfet pnp et le deuxième transistor étant un transistor bipolaire ou MOSfet npn. Suivant un mode de réalisation préféré, le moyen formant l'interrupteur est constitué d'un relais dont une des bornes de l'élément mobile est connecté au potentiel Vbat et l'autre connecté à une borne des moyens d'accumulation de charge. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens formant interrupteur sont commandés de sorte que l'interrupteur soit fermé pendant un intervalle de temps Atm de manière périodique. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de commande est tel que l'interrupteur est fermé pendant une impulsion. On décrit maintenant, uniquement à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention en se reportant au dessin 35 dans lequel la figure 1 décrit un circuit suivant l'invention ; la figure 2 représente le circuit de la figure 1, tel qu'il est vu par la charge à l'état ouvert ; et la figure 3 représente le circuit de la figure 1, tel qu'il est vu par la charge à l'état fermé. A la figure 1, le circuit élévateur de tension est monté aux bornes d'une charge Ro, cette charge Ro étant ici une résistance de 400 ohms. Il s'agit d'une représentation théorique d'un dispositif de mesure qui permet de mesurer par exemple le niveau de la jauge d'huile ou d'essence dans un véhicule automobile. On souhaite, pour que la mesure puisse se faire, que passe à travers cette charge au moins un courant de 25 mA, pendant une durée courte, notamment inférieure à 10 millisecondes. Avec au moins ce courant imin passant dans la charge, on peut alors effectuer une mesure du niveau d'une jauge d'huile ou d'essence d'un véhicule automobile (non représentée au dessin). La charge Ro est montée entre la terre et le potentiel plus d'une batterie, à savoir le potentiel Vbat. La tension Vbat de la batterie est normalement de 12 V. Cependant, elle peut varier au cours du temps entre une tension de 8 V et 18 V, par exemple. Par conséquent, pour avoir un courant minimum de 25 mA, on doit s'assurer qu'à tout moment il y ait au moins une tension aux bornes de la charge Ro de 10 V. Entre la charge Ro et le potentiel Vbat de la batterie, il est monté une diode D9 qui laisse passer le courant dans le sens allant de Vbat vers la charge Ro et empêche le courant de passer dans l'autre sens. Un circuit RC série R6 C3 est monté entre la terre et un point A de raccordement à la charge Ro, ce point étant intermédiaire entre la charge Ro et la diode D9 et relié à la borne de la charge Ro qui n'est pas branchée à la terre. Un transistor Q5 NPN est monté de sorte que son émetteur soit branché au potentiel Vbat et à la borne de la diode D9 opposée au point A. Le collecteur du transistor Q5 se raccorde au circuit RC en un point intermédiaire B entre la résistance R6 et le condensateur C3. La base du transistor Q5 bipolaire est raccordée au collecteur d'un transistor Q4 bipolaire pnp. L'émetteur du transistor Q4 est raccordé à la terre, tandis que sa base est raccordée à une unité de commande qui commande l'envoi ou non d'un courant i en fonction des souhaits. Par exemple, il est possible de commander l'envoi de courant sous la commande d'un bouton pressoir par un utilisateur. On peut également prévoir une commande périodique, par exemple pendant un intervalle Atm de mesure qui est court par rapport à la durée pendant laquelle l'interrupteur est ouvert notamment de l'ordre de 10 fois plus court au moins. Lorsqu'aucun courant ne passe par le transistor Q4, l'interrupteur est à l'état ouvert. Le circuit équivalent est représenté à la figure 2. Le point A intermédiaire, entre la charge Ro, le condensateur C3 et la diode D9, est à un potentiel sensiblement égal à la tension Vbat. Si cette tension est, par exemple, à son niveau minimum de 8 V, le courant passant dans la charge est trop faible pour permettre une mesure. Pendant la durée pendant laquelle les transistors Q4, Q5 faisant office de moyens d'interruption ne laissent pas passer de courant depuis la commande, le condensateur C3, sous l'effet de la tension Vbat ,se charge. Lors de la demande de mesure (sous l'effet de la commande de Q4), du courant va passer par les transistors Q4 et Q5, l'interrupteur étant alors fermé. Le courant ne passe plus alors de Vbat par la diode D9 mais par les transistors, de sorte que le potentiel du point A devient alors égal à Vbat + la tension AV(t) aux bornes de la capacité qui vient de se charger pendant la période précédente d'ouverture du circuit. La figure 3 représente le circuit tel qu'il est vu par la charge lorsque l'interrupteur est fermé. REVENDICATIONS 1. Circuit élévateur de tension aux bornes d'une charge, alimentée aux bornes d'une batterie ayant une tension Vbat, une tension minimale V1im aux bornes de la charge étant nécessitée pour y permettre le passage d'un courant lmin , le circuit comportant des moyens formant interrupteur qui à l'état fermé laissent passer le courant et à l'état ouvert ne laissent pas passer le courant, le fonctionnement de l'interrupteur étant commandé au cours du temps de manière à être fermé par intermittence, l'interrupteur étant ainsi fermé pendant un intervalle de temps Atm et ouvert pendant un intervalle At , caractérisé en ce que Atm 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accumulation de charge sont constitués d'au moins un condensateur (C3), et d'au moins une résistance (R6) montés en série. 3. Circuit suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de transformation sont constitués par une diode (D9) montée de manière à obliger le courant à passer des moyens d'accumulation vers la charge uniquement. 30 4. Circuit suivant la' revendication. 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens formant interrupteur sont constitués de deux transistors(Q4, Q5) montés en série, le premier transistor(Q4) ayant sa base connectée au dispositif 35 de commande de l'interrupteur, son collecteur branché à la base du deuxième transistor(Q5) et son émetteur raccordé à la terre, le deuxième transistor ayant son émetteur monté au potentiel Vbat et son collecteur monté à une borne des moyens2512.06.06 d'accumulation de charge, le premier transistor étant un transistor bipolaire pnp et le deuxième transistor étant un transistor bipolaire npn. 5. Circuit suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens formant l'interrupteur sont constitués de deux transistors montés en série, le premier transistor ayant sa base connectée au dispositif de commande de l'interrupteur, son collecteur branché à la base du deuxième transistor et son émetteur raccordé à la terre, le deuxième transistor ayant son émetteur monté au potentiel Vbat et son collecteur monté à une borne des moyens d'accumulation de charge, le premier transistor étant un transistor MOSfet pnp et le deuxième transistor étant un transistor bipolaire ou MOSfet npn. 6. Circuit suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen formant l'interrupteur est constitué d'un relais dont une des bornes de l'élément mobile est connecté au potentiel Vbat et l'autre connecté à une borne des moyens d'accumulation de charge. 7. Circuit suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens formant interrupteur sont commandés de sorte que l'interrupteur soit fermé pendant un intervalle de temps At de manière périodique. 8. Circuit suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de commande est tel que l'interrupteur est fermé pendant une impulsion. 9. Système de mesure de la jauge d'un liquide dans un véhicule automobile, comportant une jauge, un dispositif de mesure de la jauge et un circuit, suivant l'une des revendications précédentes.30