Brevet FR3053539A1 — publié le 20180105

TITRE SYSTÈME ÉLECTRIQUE DESTINÉ À ÊTRE CONNECTÉ À DEUX ALIMENTATIONS ÉLECTRIQUES ET INSTALLATION ÉLECTRIQUE COMPORTANT UN TEL SYSTÈME ÉLECTRIQUE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne les systèmes électriques destinés à être connectés à deux alimentations électriques. Dans la description et les revendications qui vont suivre, le terme de « borne » est utilisé pour désigner n'importe qu'elle point d'un conducteur électrique. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE On connait de l'état de la technique un système électrique comportant : une première borne d'entrée positive et une première borne d'entrée négative destinées à être respectivement connectées à une borne positive et une borne négative d'une première alimentation électrique présentant une première tension entre sa borne positive et sa borne négative, une deuxième borne d'entrée positive et une deuxième borne d'entrée négative destinées à être respectivement connectées à une borne positive et une borne négative d'une deuxième alimentation électrique présentant une deuxième tension entre sa borne positive et sa borne négative, la deuxième tension étant supérieure à la première tension, un dispositif électrique connecté, d'une part, aux premières bornes d'entrée et, d'autre part, aux deuxièmes bornes d'entrées, le dispositif électrique présentant un chemin de conduction électrique entre la 3053539 2 deuxième borne d'entrée positive et la première borne d'entrée négative. Il est connu de connecter la première alimentation ou la deuxième alimentation au dispositif électrique au travers d'une isolation galvanique. Le 5 but de l'isolation galvanique est d'isoler les deux alimentations, c'est-à-dire d'éviter que du courant fourni par la deuxième alimentation ne traverse le dispositif électrique pour rejoindre la première alimentation. L'invention a pour but de fournir une isolation entre les deux alimentations ne nécessitant pas d'isolation galvanique. 10 RÉSUMÉ DE L'INVENTION À cet effet, il est proposé un système électrique comportant : une première borne d'entrée positive et une première borne d'entrée négative destinées à être respectivement connectées à une borne positive et une borne négative d'une première alimentation électrique 15 présentant une première tension entre sa borne positive et sa borne négative, une deuxième borne d'entrée positive et une deuxième borne d'entrée négative destinées à être respectivement connectées à une borne positive et une borne négative d'une deuxième alimentation électrique 20 présentant une deuxième tension entre sa borne positive et sa borne négative, la deuxième tension d'alimentation étant supérieure à la première tension, un dispositif électrique connecté, d'une part, aux premières bornes d'entrée et, d'autre part, aux deuxièmes bornes d'entrées, le dispositif 25 électrique présentant un chemin de conduction électrique entre la deuxième borne d'entrée positive et la première borne d'entrée négative, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : 3053539 3 - un premier interrupteur au travers duquel le dispositif électrique est connectée à la deuxième borne d'entrée positive, - un dispositif de détection configuré pour : - détecter si une tension entre la deuxième borne d'entrée positive et 5 la deuxième borne d'entrée négative est inférieure ou égale à un seuil prédéterminé, - en cas d'une telle détection, commander l'ouverture du premier interrupteur. Grâce à l'invention, si un incident se produit du côté de la deuxième 10 alimentation entraînant une baisse de tension, voire un court-circuit, entre la deuxième borne d'entrée positive et la deuxième borne d'entrée négative, le premier interrupteur est ouvert et isole ainsi les deux alimentations. De façon optionnelle, le seuil prédéterminé est inférieur à 20 V, par exemple nul. 15 De façon optionnelle également, le premier interrupteur comporte un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde. De façon optionnelle également, le système électrique comporte en outre un deuxième interrupteur au travers duquel le dispositif électrique est connecté à la deuxième borne d'entrée négative, et le dispositif de détection est en outre 20 configuré pour commander l'ouverture du deuxième interrupteur en cas de détection que la tension entre la deuxième borne d'entrée positive et la deuxième borne d'entrée négative est inférieure ou égale au seuil prédéterminé. De façon optionnelle également, le deuxième interrupteur comporte un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde. 25 De façon optionnelle également, le dispositif électrique est configuré pour mesurer la deuxième tension de la deuxième alimentation électrique. De façon optionnelle également, le dispositif électrique comporte : une interface configurée pour réduire la deuxième tension et fournir un signal représentatif de la deuxième tension ; et un dispositif de calcul configuré pour mesurer au cours du temps la deuxième tension à partir du signal représentatif de la deuxième tension. 3053539 4 De façon optionnelle également, le dispositif de calcul comporte un micro contrôleur. De façon optionnelle également, le signal représentatif de la deuxième tension est analogique, le dispositif de calcul comporte un convertisseur 5 analogique numérique configuré pour numériser le signal analogique représentatif de la deuxième tension, et le dispositif de calcul est configuré pour mesurer au cours du temps la deuxième tension à partir du signal numérisé représentatif de la deuxième tension. De façon optionnelle également, le système électrique est configure pour 10 commander un convertisseur de tension. DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est un schéma électrique d'une installation électrique mettant en oeuvre l'invention. La figure 2 est un schéma électrique de l'installation électrique de la 15 figure 1 lors de la réalisation d'un premier test selon la norme LV148. La figure 3 est un schéma électrique de l'installation électrique de la figure 1 lors de la réalisation d'un deuxième test selon la norme LV148. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 20 En référence à la figure 1, une installation électrique 100 mettant en oeuvre l'invention va à présent être décrite. L'installation électrique 100 comporte une première alimentation électrique 102 présentant une borne positive 104 et une borne négative 106 connectée à une première masse électrique 108. La première alimentation 25 électrique 102 est configurée pour présenter une première tension Vi entre sa borne positive 104 et sa borne négative 106 et, dans l'exemple décrit, pour fournir un courant inférieur à 10 A. 3053539 5 La première tension V1 est une tension continue, par exemple comprise entre 10 V et 20 V. Dans l'exemple décrit, la première tension vaut 12 V. La première alimentation électrique 102 comporte par exemple une première batterie (non représentée). 5 L'installation électrique 100 comporte en outre une deuxième alimentation électrique 110 présentant une borne positive 112 et une borne négative 114 connectée à une deuxième masse électrique 116. La deuxième alimentation électrique 110 est configurée pour présenter une deuxième tension V2 entre sa borne positive 112 et sa borne négative 114 et, dans 10 l'exemple décrit, pour fournir un courant supérieur à 100 A. La deuxième tension V2 est une tension continue supérieure à la première tension V1, par exemple comprise entre 30 V et 60 V. Dans l'exemple décrit, la deuxième tension V2 vaut 48 V. La deuxième alimentation électrique 110 comporte par exemple une deuxième batterie (non représentée). 15 La première masse électrique 108 et la deuxième masse électrique 116 peuvent être différentes et présenter une tension non nulle entre elles, ou bien être connectées l'une à l'autre pour ne former qu'une seule masse électrique. L'installation électrique 100 comporte en outre un système de commande 118 d'un convertisseur de tension (non représenté) tel qu'un 20 onduleur ou un convertisseur continu-continu. Le convertisseur de tension est par exemple destiné à convertir la deuxième tension V2, par exemple en une tension variable ou alternative. Le système de commande 118 comporte tout d'abord une première borne d'entrée positive 124 et une première borne d'entrée négative 126 25 destinées à être respectivement connectées à la borne positive 104 et la borne négative 106 de la première alimentation électrique 102. Le système de commande 118 comporte en outre une deuxième borne d'entrée positive 128 et une deuxième borne d'entrée négative 130 destinées à être respectivement connectées à la borne positive 112 et la borne négative 114 30 de la deuxième alimentation électrique 110. 3053539 6 Dans l'exemple décrit, le système de commande 118 comporte une carte électronique 120, également appelée circuit imprimé, sur laquelle les éléments du système de commande 118 décrits ci-dessous sont montés. Le système de commande 118 comporte un dispositif de mesure 122 5 configuré pour mesurer au cours du temps la deuxième tension V2 de la deuxième alimentation électrique 110 et pour fournir un signal de commande C au convertisseur de tension à partir notamment de la mesure de la deuxième tension V2. Le dispositif de mesure 122 comporte une interface 132 connectée aux 10 premières bornes d'entrée 124, 126 pour son alimentation électrique et aux deuxième bornes d'entrée 128, 130 pour recevoir la deuxième tension V2. L'interface 132 est configurée pour réduire la deuxième tension V2 et ainsi fournir un signal analogique V2' par rapport à la première masse 108 représentatif de la deuxième tension V2, mais à un niveau électrique inférieur, 15 par exemple au moins deux fois inférieur, de préférence au moins quatre fois inférieur à la deuxième tension V2. Le dispositif de mesure 122 comporte en outre un dispositif de calcul 134 connecté aux premières bornes d'entrée 124, 126 pour son alimentation électrique et à l'interface 132 pour recevoir le signal analogique V2'. Plus 20 précisément, le dispositif de calcul 134 comporte un convertisseur analogique- numérique 136 configuré pour recevoir le signal analogique V2' et pour le numériser. Le dispositif de calcul 134 est configuré pour mesurer au cours du temps la deuxième tension V2 à partir du signal numérisé V2'. Le dispositif de calcul 134 comporte par exemple un microcontrôleur. 25 Ainsi, le dispositif de mesure 122 présente des chemins de conduction électrique, au travers de l'interface 132 et/ou du dispositif de calcul 134, entre toutes les bornes d'entrée 124, 126, 128, 130 et en particulier entre la deuxième borne d'entrée positive 128 et la première borne d'entrée négative 126. Le système de commande 118 comporte en outre un premier 30 interrupteur 138 au travers duquel le dispositif de mesure 122 est connecté à la deuxième borne d'entrée positive 128. Le premier interrupteur 138 comporte 3053539 7 par exemple un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde (de l'anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » ou MOSFET). Le système de commande 118 comporte en outre un deuxième interrupteur 140 au travers duquel le dispositif de mesure 122 est connecté à la 5 deuxième borne d'entrée négative 130. Le deuxième interrupteur 140 comporte par exemple un MOSFET. Les interrupteurs 138, 140 sont de préférence chacun conçu pour supporter une tension de 70 V entre leurs bornes, dans les deux sens d'application de la tension, lors de leur ouverture. Les interrupteurs 138, 140 10 sont en outre de préférence chacun conçu pour ne laisser passer au plus que 1 ptA lorsqu'une tension de 70 V est appliquée entre leurs bornes. Le système de commande 118 comporte en outre un dispositif de détection 142 connecté à la deuxième borne d'entrée positive 128 et à la deuxième borne d'entrée négative 130. Le dispositif de détection 142 est en 15 outre connecté au premier interrupteur 138 et au deuxième interrupteur 140 pour les commander. Le dispositif de détection 142 est configuré pour détecter si une tension V entre la deuxième borne d'entrée positive 128 et à la deuxième borne d'entrée négative 130 est inférieure ou égale à un seuil prédéterminé et, en cas d'une telle détection, commander l'ouverture du premier interrupteur 20 138 et du deuxième interrupteur 140. Le seuil prédéterminé est par exemple inférieur ou égal à 20 V, par exemple nul. Le fonctionnement du système électrique de la figure 1 lors des tests de la norme LV148 va à présent être décrit. En référence à la figure 2, pour le premier test de la norme LV148, la 25 deuxième borne d'entrée négative 130 est déconnectée de la borne négative 114 de la deuxième alimentation électrique 110 et de la deuxième masse électrique 116. Le potentiel à la deuxième borne d'entrée négative 130 devient égal au potentiel de la deuxième borne d'entrée positive 128. Ainsi, le dispositif de 30 détection 142 détecte que la tension V est inférieure ou égale au seuil 3053539 8 prédéterminé et commande l'ouverture du premier interrupteur 138 et du deuxième interrupteur 140. L'ouverture du premier interrupteur 138 empêche ainsi le courant fourni par la deuxième alimentation électrique 110 par sa borne positive 112 de 5 s'écouler vers la première masse électrique 108 au travers du dispositif de mesure 122. En référence à la figure 3, pour le deuxième test de la norme LV148, d'une part, les premières bornes d'entrée 124, 126 sont court-circuitées et, d'autre part, les deuxièmes bornes d'entrée 128, 130 sont également court- 10 circuitées. En outre, les deuxièmes bornes d'entrée 128, 130 et les premières bornes d'entrée 124, 126 sont respectivement connectées à une borne positive et une borne négative d'une alimentation électrique de test 302 fournissant une tension continue Vo de 70 V. Du fait du court-circuit des deuxièmes bornes d'entrée 128, 130, la 15 tension V entre elles s'annule. Ainsi, le dispositif de détection 142 détecte que la tension V est inférieure ou égale au seuil prédéterminé et commande l'ouverture du premier interrupteur 138 et du deuxième interrupteur 140. Ainsi, les interrupteurs 138, 140 ouverts isolent les premières bornes d'entrée 124, 126 par rapport aux deuxièmes bornes d'entrée 128, 130 de sorte 20 que l'alimentation électrique de test 302 produit un courant sensiblement nul, en particulier inférieur à 1 ptA, au travers du système de commande 118. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment, mais est au contraire définie par les revendications qui suivent. Il sera en effet apparent à l'homme du métier que des modifications peuvent y 25 être apportées. Par exemple, le dispositif électrique 122 pourrait être configuré pour réaliser une autre fonction que celle de mesurer la deuxième tension V2. Par ailleurs, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être compris comme limités aux éléments du mode de réalisation décrit 30 précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous 3053539 9 les éléments équivalents que l'homme du métier peut déduire à partir de ses connaissances générales. 3053539 10 RÉFÉRENCES 100 installation électrique 102 première alimentation électrique 5 104 borne positive 106 borne négative 108 première masse électrique 110 deuxième alimentation électrique 112 borne positive 10 114 borne négative 116 deuxième masse électrique 118 système de commande 120 carte électronique 122 dispositif de mesure 15 124 première borne d'entrée positive 126 première borne d'entrée négative 128 deuxième borne d'entrée positive 130 deuxième borne d'entrée négative 132 interface 20 134 dispositif de calcul 136 convertisseur analogique-numérique 138 premier interrupteur 140 deuxième interrupteur 142 dispositif de détection REVENDICATIONS1. Système électrique (118) comportant : - une première borne d'entrée positive (124) et une première borne d'entrée négative (126) destinées à être respectivement connectées à une borne positive (104) et une borne négative (106) d'une première alimentation électrique (102) présentant une première tension (Vi) entre sa borne positive (104) et sa borne négative (106), une deuxième borne d'entrée positive (128) et une deuxième borne d'entrée négative (130) destinées à être respectivement connectées à une borne positive (112) et une borne négative (114) d'une deuxième alimentation électrique (110) présentant une deuxième tension (V2) entre sa borne positive (112) et sa borne négative (114), la deuxième tension d'alimentation (V2) étant supérieure à la première tension (V1), un dispositif électrique (122) connecté, d'une part, aux premières bornes d'entrée (124, 126) et, d'autre part, aux deuxièmes bornes d'entrées (128, 130), le dispositif électrique (122) présentant un chemin de conduction électrique entre la deuxième borne d'entrée positive (128) et la première borne d'entrée négative (126), caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un premier interrupteur (138) au travers duquel le dispositif électrique (122) est connectée à la deuxième borne d'entrée positive (128), - un dispositif de détection (142) configuré pour : - détecter si une tension (V) entre la deuxième borne d'entrée positive (128) et la deuxième borne d'entrée négative (130) est inférieure ou égale à un seuil prédéterminé, en cas d'une telle détection, commander l'ouverture du premier interrupteur (138). 3053539 12 2. Système électrique (118) selon la revendication 1, dans lequel le seuil prédéterminé est inférieur à 20 V, par exemple nul. 3. Système électrique (118) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier interrupteur (138) comporte un transistor à effet de champ à grille 5 métal-oxyde. 4. Système électrique (118) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre un deuxième interrupteur (140) au travers duquel le dispositif électrique (122) est connecté à la deuxième borne d'entrée négative (130), et dans lequel le dispositif de détection (142) est en outre configuré pour 10 commander l'ouverture du deuxième interrupteur (140) en cas de détection que la tension (V) entre la deuxième borne d'entrée positive (128) et la deuxième borne d'entrée négative (130) est inférieure ou égale au seuil prédéterminé. 5. Système électrique (118) selon la revendication 4, dans lequel le deuxième interrupteur (140) comporte un transistor à effet de champ à grille 15 métal-oxyde. 6. Système électrique (118) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif électrique (122) est configuré pour mesurer la deuxième tension (V2) de la deuxième alimentation électrique (110). 7. Système électrique (118) selon la revendication 6, dans lequel le 20 dispositif électrique (122) comporte : une interface (132) configurée pour réduire la deuxième tension (V2) et fournir un signal (V2') représentatif de la deuxième tension (V2), un dispositif de calcul (134) configuré pour mesurer au cours du temps la deuxième tension (V2) à partir du signal (V2') représentatif de 25 la deuxième tension (V2). 3053539 13 8. Système électrique (118) selon la revendication 7, dans lequel le dispositif de calcul (134) comporte un microcontrôleur. 9. Système électrique (118) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le signal (V2') représentatif de la deuxième tension (V2) est analogique, dans lequel 5 le dispositif de calcul (134) comporte un convertisseur analogique numérique (136) configuré pour numériser le signal analogique (V2') représentatif de la deuxième tension (V2), et dans lequel le dispositif de calcul (134) est configuré pour mesurer au cours du temps la deuxième tension (V2) à partir du signal numérisé (V2') représentatif de la deuxième tension (V2). 10 10. Système électrique (118) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, configuré pour commander un convertisseur de tension.