Brevet FR3038470A1 — publié le 20170106

CIRCUIT ELECTRIQUE D'ALIMENTATION La présente invention concerne le domaine des circuits électriques d'alimentation des unités de contrôle électroniques, notamment des unités de contrôle électroniques embarquées dans les véhicules automobiles. Les unités de contrôle sont utilisées pour piloter différents équipements. Dans le cas d'un véhicule automobile, ces équipements correspondent notamment aux capteurs utilisés dans le véhicule. Or, en fonction du type de capteurs, la tension d'alimentation nécessaire au fonctionnement du capteur peut varier de sorte que l'unité de contrôle utilisée pour alimenter le capteur sera reliée, soit directement à une batterie délivrant par exemple 13V, soit à un bus électrique délivrant par exemple une tension continue de 5V et ladite unité de contrôle sera configurée en conséquence. Cependant, cela signifie que plusieurs types d'unités de contrôle sont associés respectivement à un type de capteur nécessitant une tension d'alimentation différente. Ainsi, afin de réduire le coût de fabrication lié notamment à la gestion des approvisionnements des unités de contrôle, il convient de trouver une solution permettant de réduire le nombre d'unités de contrôle différentes. A cet effet, la présente invention a pour objet un circuit électrique d'alimentation d'une unité de contrôle électronique, ledit circuit comprenant : - une première borne de connexion destinée à être reliée à une première source d'alimentation associée à un premier niveau de tension, - une deuxième borne de connexion destinée à être reliée à une deuxième source d'alimentation associée à un deuxième niveau de tension différent du premier niveau de tension, - une troisième borne de connexion destinée à être reliée à l'unité de contrôle électronique, - un premier élément de commutation agencé pour mettre en conduction la première et la troisième borne de connexion ou interrompre la conduction entre la première et la troisième borne de connexion, - un deuxième élément de commutation agencé pour mettre en conduction la 3038470 2 deuxième et la troisième borne de connexion ou interrompre la conduction entre la deuxième et la troisième borne de connexion, - un dispositif de commande configuré pour piloter la mise en conduction ou hors conduction du premier et du deuxième élément de commutation en fonction de la 5 configuration de l'unité de contrôle électronique. Ainsi, en commandant le premier ou le deuxième élément de commutation à partir du dispositif de commande, on peut configurer l'alimentation dont on a besoin pour l'unité de contrôle de sorte qu'un seul type d'unité de contrôle peut être utilisé pour plusieurs types 10 d'alimentations. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite unité de contrôle est configurée pour alimenter un premier type de capteur nécessitant une première tension d'alimentation ou un deuxième type de capteurs nécessitant une deuxième tension d'alimentation. 15 Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le dispositif de commande comprend un microcontrôleur ou tout autre type de circuit électronique logique programmable comme les réseaux de portes in situ (FPGA). 20 Selon un aspect additionnel de la présente invention, le premier niveau de tension est une tension de 5V continue et le deuxième niveau de tension correspond à une tension délivrée par une batterie, notamment 13V. Selon un autre aspect de la présente invention, le premier et le deuxième élément de 25 commutation comprennent au moins un transistor et une résistance de polarisation du transistor. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le premier élément de commutation comprend : 30 - un premier transistor de type NPN dont la base est reliée via une première résistance à une quatrième borne de connexion destinée à être reliée au dispositif de commande, l'émetteur est relié à la masse et le collecteur est relié à un premier point de connexion via une deuxième résistance, 3038470 3 - un deuxième transistor de type PNP dont la base est reliée au premier point de connexion, le collecteur est relié à la troisième borne de commande via une troisième résistance et l'émetteur est relié à la première borne de connexion, le premier point de connexion étant relié à la première borne de connexion via une cinquième résistance, 5 et le deuxième élément de commutation comprend - un troisième transistor de type NPN dont la base est reliée via une sixième résistance à une cinquième borne de connexion destinée à être reliée au dispositif de commande, l'émetteur est relié à la masse et le collecteur est relié à un deuxième point de connexion via une septième résistance, 10 - un quatrième transistor de type PNP dont la base est reliée au deuxième point de connexion, le collecteur est relié à la troisième borne de commande via une huitième résistance et l'émetteur est relié à la deuxième borne de connexion, la deuxième borne de connexion étant reliée au deuxième point de connexion via une dixième résistance et une diode. 15 Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'émetteur du deuxième transistor de type PNP est relié à la première borne de connexion via une quatrième résistance et/ou l'émetteur du quatrième transistor de type PNP est relié à la deuxième borne de connexion via une neuvième résistance. 20 Selon un aspect additionnel de la présente invention, les valeurs de la quatrième résistance et de la dixième résistance sont comprises entre 0 et 100 KS.2. Selon un autre aspect de la présente invention, la troisième borne de commande est 25 reliée à la masse via un condensateur. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le dispositif de commande comprend une première sortie de commande reliée à la quatrième borne de connexion et une deuxième sortie de commande reliée à la cinquième borne de connexion. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, des modes de réalisation possibles. 3038470 4 Sur ces dessins: la figure 1 représente un schéma simplifié d'un circuit électrique d'alimentation d'une 5 unité de contrôle électronique selon la présente invention; la figure 2 représente un schéma simplifié d'une variante du circuit de la figure 1 ; la figure 3 représente un schéma électrique détaillé du circuit d'alimentation d'une unité de contrôle électronique selon la présente invention. 10 Sur ces figures, les mêmes numéros de référence désignent des éléments ayant une fonction identique. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence 15 concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Dans la description qui va suivre, on désigne de façon générale: 20 Le terme «MOSFET» correspond à l'acronyme anglais Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor et correspond à un transistor à effet de champ à grille isolée ; Le terme « FPGA » correspond à l'acronyme anglais Field programmable gate array et 25 désigne un réseau de portes programmables in situ ; Les termes « NPN » et « PNP » correspondent à un type de transistors et notamment à un type de jonction utilisée dans le transistor. Un transistor NPN comprend deux jonctions P-N avec une couche de type P commune et un transistor PNP comprend deux jonctions P-N 30 avec une couche de type N commune. Une couche de type N correspond à une couche avec un excès d'électrons et une couche de type P correspond à une couche avec un excès de trous. 303 84 70 5 La figure 1 représente un schéma simplifié d'un circuit électrique d'alimentation 1 d'une unité de contrôle électronique 3. Le circuit électrique d'alimentation 1 comprend une première borne de connexion B1 et une deuxième borne de connexion B2. La première borne de connexion B1 est destinée à être reliée à une première source d'alimentation (non 5 représentée) délivrant un premier niveau de tension, par exemple un batterie délivrant une tension de 13V. La deuxième borne de connexion B2 est destinée à être reliée à une deuxième source d'alimentation (non représentée) délivrant un deuxième niveau de tension différent du premier niveau de tension, par exemple un bus d'alimentation continue délivrant une tension de 5V. Le circuit électrique d'alimentation 1 comprend également un premier élément de 10 commutation 5a associé à la première borne de connexion B1 et un deuxième élément de commutation 5b associé à la deuxième borne de connexion B2. Le premier élément de commutation 5a est agencé pour mettre en conduction électrique la première borne de connexion B1 avec une troisième borne de connexion B3 ou interrompre la conduction électrique entre la première borne de connexion B1 et la troisième borne de connexion B3. Le 15 deuxième élément de commutation 5b est agencé pour mettre en conduction électrique la deuxième borne de connexion B2 avec la troisième borne de connexion B3 ou interrompre la conduction électrique entre la deuxième borne de connexion B2 et la troisième borne de connexion B3. Les premier 5a et deuxième 5b éléments de commutation sont pilotés par un dispositif de commande 7 comme par exemple un microcontrôleur. La troisième borne B3 est 20 destinée à être reliée à une entrée d'alimentation électrique d'une unité de contrôle électronique 3. La troisième borne B3 est également reliée à la masse via un condensateur C. Par ailleurs, le circuit électrique d'alimentation 1 peut être utilisé pour alimenter le dispositif de commande 7 ou d'autres circuits électroniques 11. Dans ce cas, le schéma de la figure 1 est modifié comme représenté sur la figure 2. L'alimentation du dispositif de 25 commande 7 et/ou du circuit électronique 11 est réalisé via un circuit d'adaptation 13 comprenant deux résistances notées Rs et Rp pour permettre une adapter la tension fournie au dispositif de commande 7 et/ou au circuit électronique 11. La résistance Rs est disposée entre l'entrée d'alimentation électrique du dispositif de commande 7 et/ou du circuit électronique 11 et la troisième borne de connexion B3 tandis que la résistance Rp est disposée entre l'entrée 30 d'alimentation électrique du dispositif de commande 7 et/ou du circuit électronique 11 et la masse 9. La réalisation des premier 5a et deuxième 51) éléments de commutation va maintenant 3038470 6 être décrite en détails à partir de la figure 3 qui représente un schéma détaillé du circuit électrique d'alimentation. Le premier élément de commutation 5a comprend un premier transistor Q1 de type NPN dont la base est reliée à une quatrième borne de connexion B4, destinée à être reliée au dispositif 5 de commande 7, via une première résistance Ri. L'émetteur du premier transistor Q1 est relié à la masse 9 et le collecteur est relié à un premier point de connexion Pl via une deuxième résistance R2. Le premier élément de commutation 5a comprend également un deuxième transistor Q2 de type PNP dont la base est reliée au premier point de connexion Pl. Le collecteur du 10 deuxième transistor Q2 est relié à la troisième borne de commande B3 via une troisième résistance R3 qui est une résistance de polarisation du deuxième transistor Q2. L'émetteur du deuxième transistor Q2 est relié à la première borne de connexion B1 via une quatrième résistance R4. Le premier point de connexion Pl est également relié à la première borne de connexion B1 via une cinquième résistance R5. 15 Ainsi, lorsqu'une tension est appliquée au niveau de la quatrième borne de connexion B4 par le dispositif de commande 7, par exemple un microcontrôleur, le premier transistor Q1 devient passant de sorte que le premier point de connexion Pl est relié à la masse 9. Le deuxième transistor Q2 est donc dans un état bloquant équivalent à un interrupteur ouvert entre la première B1 et la troisième B3 bornes de connexion. 20 Lorsqu' aucune tension n'est appliquée au niveau de la quatrième borne de connexion B4 par le dispositif de commande 7, le premier transistor Q1 est dans un état bloquant de sorte que la première borne B1 fournit un courant au niveau du premier point de connexion Pl qui rend le deuxième transistor Q2 passant de sorte que la troisième borne de connexion B3 est reliée à la première borne de connexion B1 via les résistances R4 et R3. 25 Le deuxième élément de commutation 5b comprend un troisième transistor Q3 de type NPN dont la base est reliée à une cinquième borne de connexion B5, destinée à être reliée au dispositif de commande 7, par exemple un microcontrôleur, via une sixième résistance R6. L'émetteur du troisième transistor Q3 est relié à la masse 9 et le collecteur est relié à un deuxième point de connexion P2 via une septième résistance R7. 30 Le deuxième élément de commutation 5b comprend également un quatrième transistor Q4 de type PNP Q4 dont la base est reliée au deuxième point de connexion P2. Le collecteur du quatrième transistor Q4 est relié à la troisième borne de commande B3 via une huitième résistance R8 qui est une résistance de polarisation du quatrième transistor Q4. L'émetteur du 3038470 7 quatrième transistor Q4 est relié à la deuxième borne de connexion B2 via une neuvième résistance R9. La deuxième borne de connexion B2 est également reliée au deuxième point de connexion P2 via une dixième résistance R10 et une diode D. Le fonctionnement du deuxième élément de commutation 5b est similaire au 5 fonctionnement du premier élément de commutation 5a de sorte que lorsqu'une tension est appliquée par le dispositif de commande 7, par exemple un microcontrôleur, au niveau de la cinquième borne de connexion B5, le troisième transistor Q3 est passant de sorte que le deuxième point de connexion P2 est relié à la masse 9 via la septième résistance R7. Le quatrième transistor Q4 est alors à l'état bloquant équivalent à un interrupteur ouvert entre la 10 deuxième B2 et la troisième B3 bornes de connexion et lorsqu' aucune tension n'est appliquée au niveau de la cinquième borne de connexion B5, le troisième transistor Q3 est dans un état bloquant de sorte qu'une tension est appliqué au niveau du point de connexion P2 ce qui rend le quatrième transistor passant de sorte que la troisième borne de connexion B3 est reliée à la deuxième borne de connexion via les résistances R8 et R9. 15 Par ailleurs, la diode D permet d'éviter une recirculation du quatrième transistor Q4 lorsque le deuxième transistor Q2 est passant. La diode est située au niveau du deuxième élément de commutation 5b car c'est celui qui est relié à la source d'alimentation délivrant la tension la plus faible. La diode D peut également est placé en série avec la résistance R8 cependant cela ajoute une tension de seuil résiduelle au signal fourni à la troisième borne de 20 connexion B3. Les valeurs des quatrième R4 et neuvième R9 résistances peuvent varier entre 0 et 100 l(S2. Ces résistances sont facultatives. Par ailleurs, les valeurs des autres résistances peuvent varier en fonction des tensions désirées notamment au niveau de la troisième borne de connexion B3. Ainsi, l'application ou non, par le dispositif de commande 7, d'une tension au niveau 25 de la quatrième B4 et de la cinquième B5 bornes de connexion permet d'alimenter l'entrée d'alimentation électrique d'une unité de contrôle électronique 3 reliée à la troisième borne de connexion B3, soit par une première source d'alimentation connectée à la première borne de connexion Bi, soit à une deuxième source d'alimentation connectée à la deuxième borne d'alimentation B2. Dans le cas d'une application pour un véhicule automobile, l'unité de 30 contrôle 3 pourra être configurée pour alimenter un premier type de capteur nécessitant une première tension d'alimentation ou un deuxième type de capteurs nécessitant une deuxième tension d'alimentation, le circuit électrique d'alimentation 1 décrit précédemment permet alors de connecter l'unité de contrôle 3 à la source d'alimentation délivrant la tension d'alimentation 3038470 8 appropriée au type de capteur. Pour cela un dispositif de commande 7 comprenant une première sortie de commande reliée à la quatrième borne de connexion B4 et une deuxième sortie de commande reliée à la cinquième borne de connexion B5 permettent de sélectionner la tension d'alimentation de l'unité de contrôle 3. Ainsi, un seul modèle d'unité de contrôle 3 5 peut être utilisé pour plusieurs type de capteurs, par exemple pour des capteurs nécessitant une tension de fonctionnement de 13V ou des capteurs nécessitant une tension d'alimentation de 5V, ce qui permet de réduire le nombre de références d'unité de contrôle 3 nécessaire pour l'ensemble des véhicules d'un constructeur ou d'un équipementier automobile. Par ailleurs, il est à noter que l'invention peut s'étendre à un nombre de sources 10 d'alimentation supérieur à deux. Dans ce cas, chaque source d'alimentation est relié à un élément de commutation similaire au deuxième élément de commutation 5B. Seul l'élément de commutation relié à la source d'alimentation délivrant la tension la plus forte pourrait ne pas comprendre de diode. REVENDICATIONS1. Circuit électrique d'alimentation (1) d'une unité de contrôle électronique (3), ledit circuit (1) comprenant : - une première borne de connexion (B1) destinée à être reliée à une première source d'alimentation associée à un premier niveau de tension, - une deuxième borne de connexion (B2) destinée à être reliée à une deuxième source d'alimentation associée à un deuxième niveau de tension différent du premier niveau de tension, - une troisième borne de connexion (B3) destinée à être reliée à l'unité de contrôle électronique (3), - un premier élément de commutation (5a) agencé pour mettre en conduction la première (B1) et la troisième (B3) borne de connexion ou interrompre la conduction entre la première (B1) et la troisième (B3) borne de connexion, - un deuxième élément de commutation (Sb) agencé pour mettre en conduction la deuxième (B2) et la troisième (B3) borne de connexion ou interrompre la conduction entre la deuxième (B2) et la troisième (B3) borne de connexion, - un dispositif de commande (7) configuré pour piloter la mise en conduction ou hors conduction du premier (5a) et du deuxième (Sb) élément de commutation en fonction de la configuration de l'unité de contrôle électronique (3). 2. Circuit électrique d'alimentation (1) selon la revendication 1, dans lequel ladite unité de contrôle (3) est configurée pour alimenter un premier type de capteur nécessitant une première tension d'alimentation ou un deuxième type de capteurs nécessitant une deuxième tension d'alimentation. 3. Circuit électrique d'alimentation (1) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le dispositif de commande (7) comprend un microcontrôleur. 4. Circuit électrique d'alimentation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier niveau de tension est une tension de 5V continue et le deuxième 3038470 10 niveau de tension correspond à une tension délivrée par une batterie, notamment 13V. 5. Circuit électrique d'alimentation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier (5a) et le deuxième (5b) éléments de commutation comprennent au 5 moins un transistor (Q2, Q4) et une résistance de polarisation (R3, R8) du transistor (Q2, Q4). 6. Circuit électrique d'alimentation (1) selon la revendication 5, dans lequel le premier élément de commutation (5a) comprend : 10 - un premier transistor de type NPN (Q1) dont la base est reliée via une première résistance (R1) à une quatrième borne de connexion (B4) destinée à être reliée au dispositif de commande, l'émetteur est relié à la masse (9) et le collecteur est relié à un premier point de connexion (P1) via une deuxième résistance (R2), - un deuxième transistor de type PNP (Q2) dont la base est reliée au premier point de 15 connexion (P1), le collecteur est relié à la troisième borne de commande (B3) via une troisième résistance (R3) et l'émetteur est relié à la première borne de connexion (B1), le premier point de connexion (P1) étant relié à la première borne de connexion (B1) via une cinquième résistance (R5), et le deuxième élément de commutation (5b) comprend : 20 - un troisième transistor de type NPN (Q3) dont la base est reliée via une sixième résistance (R6) à une cinquième borne de connexion (B5) destinée à être reliée au dispositif de commande (7), l'émetteur est relié à la masse (9) et le collecteur est relié à un deuxième point de connexion (P2) via une septième résistance (R7), - un quatrième transistor de type PNP (Q4) dont la base est reliée au deuxième point 25 de connexion (P2), le collecteur est relié à la troisième borne de commande (B3) via une huitième résistance (R8) et l'émetteur est relié à la deuxième borne de connexion (B2), la deuxième borne de connexion (B2) étant reliée au deuxième point de connexion (P2) via une dixième résistance (R10) et une diode (D). 30 7. Circuit électrique d'alimentation (1) selon la revendication 6, dans lequel l'émetteur du deuxième transistor de type PNP (Q2) est relié à la première borne de connexion (B1) via une quatrième résistance (R4) et/ou l'émetteur du quatrième transistor de type PNP (Q4) est relié à la deuxième borne de connexion (B2) via une neuvième résistance 3038470 11 (R9). 8. Circuit électrique d'alimentation selon la revendication 7, dans lequel les valeurs de la quatrième résistance (R4) et de la dixième résistance (R10) sont comprises entre 0 et 5 100 KS2. 9. Circuit électrique d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la troisième borne de commande (B3) est reliée à la masse (9) via un condensateur (C). 10. Circuit électrique d'alimentation selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel le dispositif de commande (7) comprend une première sortie de commande reliée à la quatrième borne de connexion (B4) et une deuxième sortie de commande reliée à la cinquième borne de connexion (B5). 10 15