Brevet FR3074365A1 — publié le 20190531

I Système d'alimentation électrique des modules d'acquisition d'une antenne acoustique linéaire remorquée. [1] L'invention concerne le domaine des antennes acoustiques linéaires remorquées numériques, de technologie électro-acoustique conventionnelle et plus particulièrement les systèmes électroniques de 5 télémétrie assurant la numérisation des signaux générés par l'ensemble des hydrophones acoustiques constituant une telle antenne et par des capteurs non acoustiques ou "NAS" selon l'acronyme de la dénomination anglo-saxonne "Non Acoustic Sensor" (capteurs de température, d'immersion, de cap, de roulis/tangage, etc....) nécessaires au traitement de signal des voies 10 Sonar et à leur exploitation. [2] L'invention concerne directement un procédé et un système d'alimentation en énergie électrique des différents modules constituant le système électronique de télémétrie d'une antenne acoustique linéaire remorquée. 15 [3] De façon globale dans le domaine de la lutte anti-sous-marine, la capacité d'écoute en très basses fréquences reste un défi permanent et un enjeu majeur, et il est constamment recherché des solutions techniques (matérielles et/ou traitements signal sonar...) afin d'augmenter les distances 20 de détection. [4] Durant les décennies précédentes, les systèmes de détection basées sur des technologies d'antennes linéaires remorquées très basse fréquence (ETBF) ont radicalement fait progresser les capacités d'écoute sous-marine jusqu'à rendre possible la détection d'objets d'intéret par grands 25 fonds, parfois au-delà de la première zone de convergence. [5] Depuis quelques années cependant, sont apparus de nouveaux risques liés à la détection et à la contre-détection par des ondes sonores en Ultra Basse Fréquence ( REVENDICATIONS1. Module d'alimentation destiné à alimenter en énergie les éléments composant un module d'acquisition des données produites par un ensemble de capteurs, ou HUB, à partir d'une ligne d'alimentation électrique fournissant un courant continu constant, caractérisé en ce que ledit module d'alimentation comporte principalement: un étage régulateur (21) configuré pour être alimenté par la ligne d'alimentation électrique et produire une tension de shunt de faible valeur; - un premier étage convertisseur DC-DC (22), ou convertisseur 10 principal, dont la mise en service est pilotée par l'application d'un premier signal de commande (SHDN) sur une entrée de commande, - un second étage convertisseur DC-DC (23), ou convertisseur secondaire, dont la mise en service est pilotée par l'application d'un second signal de commande (RUN) sur une entrée de commande; 15 Le module comportant en outre un premier réservoir d'énergie, ou réservoir amont, alimenté par l'étage régulateur de tension (21) et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du premier étage convertisseur DC-DC (22) lorsque le premier signal de commande (SHDN) est activé, ainsi qu'un second réservoir d'énergie, ou réservoir aval, alimenté 20 par le premier étage convertisseur DC-DC (22) et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du second étage convertisseur DC-DC (23) lorsque le second signal de commande (RUN) est activé. 25 2. Module d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme redondant de protection de la ligne d'alimentation en courant (14), la protection consistant en l'établissement d'un court-circuit (bypass) entre ses bornes de connexion à la ligne d'alimentation (14) en cas de panne d'un élément électronique au sein du HUB (12). 30 3. Module d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme de protection est configuré de telle façon qu'en cas de panne de circuits électroniques dans le HUB (12) de nature à interrompre la chaine 17 d'alimentation en courant, il assure l'isolement du HUB (12) par rapport à la ligne d'alimentation de l'antenne (14), ledit mécanisme de protection comportant un premier niveau de protection et un second niveau de protection qui assure la protection de la ligne d'alimentation de l'antenne (14) 5 en cas de défaillance des circuits constituant le premier niveau de protection. 4. Module d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier niveau de protection est mis en oeuvre par un circuit à transistors, et le second niveau de protection est mis en oeuvre par un circuit à thyristor. 5. Module d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un premier circuit de démarrage (24) qui mesure la charge du réservoir d'énergie amont et active le premier signal de commande (SHDN) lorsque la pleine charge du réservoir d'énergie amont est détectée, ainsi qu'un second circuit de démarrage (25) qui mesure la charge du réservoir d'énergie aval et active le second signal de commande (RU N) lorsque la pleine charge du réservoir d'énergie aval est détectée. 6. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit contrôleur (26) configuré pour contrôler l'établissement des tensions de sorties Vs,, des convertisseurs du second étage convertisseur DC-DC (23) secondaires, de façon à assurer l'établissement des différentes tensions Vs, selon une séquence permettant le démarrage des circuits programmables et mémoires constituant le HUB (12). 7. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les convertisseurs constituant le premier et le second étages convertisseurs DC-DC (22, 23) sont synchronisés par une même fréquence choisie de façon à ne pas générer d'interférences électromagnétiques conduites et/ou rayonnées avec les éléments de l'antenne dans laquelle le HUB est intégré. 18 8. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réservoir d'énergie électrique amont et le réservoir d'énergie électrique aval sont deux dispositifs capacitifs. 5 9. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est configuré pour mettre en oeuvre une phase de fonctionnement en mode nominal durant laquelle il assure l'alimentation des différents éléments du HUB (12) et une phase de fonctionnement en mode de démarrage transitoire, qui assure l'établissement progressif des tensions 10 délivrées par le module, cette phase de fonctionnement en mode démarrage de comportant trois phases principales. - une première phase, qui consiste en l'établissement d'une tension shunt régulée VREG ,de valeur faible, à partir du courant continu circulant sur la ligne d'alimentation générale (14) de l'antenne; la durée de cette première 15 phase étant fonction du temps Tri nécessaire à l'obtention d'une tension VREG parfaitement établie et stable, et du temps Ti nécessaire obtenir une charge du réservoir d'énergie amont suffisante pour assurer le démarrage et le fonctionnement nominal du premier étage de conversion DC-DC (22); - une deuxième phase qui consiste dans le démarrage du convertisseur 20 DC-DC principal (22) après exécution de la première phase; la durée de cette deuxième phase étant fonction du temps Tr2 nécessaire à l'obtention d'une tension stabilisée Vm en sortie de l'étage de conversion DC-DC principal (22), et du temps T2 nécessaire pour obtenir une charge du réservoir d'énergie aval suffisante pour assurer le démarrage et le 25 fonctionnement nominal du second étage de conversion DC-DC (23); - une troisième phase qui consiste dans le démarrage des convertisseurs de l'étage de conversion DC-DC secondaires (23) chargé de la production des tensions Vsn, après exécution de la deuxième phase.