Brevet FR3075391A1 — publié le 20190621

L'invention concerne le domaine des circuits de surveillance d'un composant de protection centre la fOudre. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Certains calculateurs, notamment dans le domaine de l'aeronautique, mettent en oeuvre une fonction appelep DSO (pour Discret Switch Output, en anglais). La function DSO permet, depuis une sortie discrete du calculateur, de commuter a une masse electrique un point froid d'une charge dont un point chaud est relie a un reseau d'alimentation- L4 charge est Un equipemett a alimenter, par exemple une electrovanne. Le reseau d'alimentation four-nit une tension d'alimentation, qui eat par exemple Une 1,5 tension continue egale a 28VDC. Le calculateur comporte ainsi un circuit de commutation 'elle a la sortie discrete et agence pour Selectivement mettre la sortie discrete en circuit ouvert ou re-her la sortie discrete a la masse electrique. 20 La fonction DSO -est generalement associee a une fonction de limitation du courant d'alimentation fourni a la charge. La fonction de limitation est raise en oeuvre par un circuit de limitation qui assure que le courant d'alimentation ne depasse pas un seuil de courant prede- 25 fini. fit calculateur 1, integrant un circuit de commutation 2 et un circuit de limitation 3 de Part anterieur, est represents sur la figure 1. Le circuit de commutation 2 comporte un transistor 30 4 de type MOSFET et des composants de pilotage 5 qui com- mandent le transistor 4. Le circuit de limitation 3 comporte une resistance de mesure: 6, un shunt en l'occurrence, aux bornes desquelles s'etablit une tension de mesure proportionnelle au courant d'alimentation Ia 35 fourni par le reseau d'alimentation 7 a la charge R. Le principal inconvenient de cette premiere solution est que le seuil de courant predefini est trea dependant du transistor 9 qui realise la limitation de courant, et notamment des variations en temperature des ca- 5 racteristiques dudit transistor 9. Le seuil de courant predefini est donc maitripe en general avec une precision de l'ordre de +/-50%, ce qui petit etre penalisant pour certaines applications. On a envisage, en reference a la figure 2, 10 d'ameliorer la precision de la limitation en utilisant un Montage 11 de type d'tin composant comprenant deux homes, on entend la borne qui est au potentiel le plus haut, et par A point froid on entend la borne: qui est au potentiel le plus has. La deuxieme fonctiori est une fonction de limitation. 30 Le circuit de commutation assure qu'un courant d'alimentation Ia circulant au travers de la charge 22 ne depasse pas un seuil de courant predefini. La charge 22 est ici sytbolisee par une resistance. Le reseau d'alimentation fournit a la charge 22 le con- 35 rant d'alimentation Ia, sous une tension d'alimentation continue va. Le circuit de commutation 20 comporte tout d'abord un transistor 23 monte entre le point froid de la charge 5 22 et la masse electrique 21. Le transistor 23 est ici un transistor de puissance de type MOSFET. Le circuit de commutation 20 comporte de plus une resistance de mesure 24, un shunt en J:ocourrente. La resistance de mesure 24 est montee entre le transistor 23 et la masse electrique 21. On point chaud de la resis- 10 tance de mesure 24 est relic a une source du transistor 23. La tension aux bornes de la resistance de mesure 24 est une tension de mesure Vines proportionnelle au courant d'alimentation Ia. Le circuit de commutation 20 comporte de plus un 15 composant de pilotage destine a la fois a commander le transistor 23 et a limiter le courant d'alimentation Ia. Le composant de pilotage est ici un amplificateur operationnel 26. One entrée inverseuse de l'amplificateur operation- 20 nel 26 est reliee au point chaud de la resistance de me- sure 2:4. Une tension de commande VH est appliquee sur une entree non inverseuse de l'amplificateur operationnel 26. La tension de commande VH forme un signal de con- 25 neXiOn op un signal de deconnexion dU point froid de la Charge 22 et de la masse electrique. One sortie de l'amplificateilr operationnel 26 est cOnnectee a une grille dU transistor 23 via une resistance 27 et une capacite 28. 30 One tension de pilotage VI, du transistor 23 est gene- ree sur 14 sortie de l'amplificateur operationnel 26. Le circuit de commutation 20 fonctionne selon trois modes de fonctionnement. Le premier mode de fonctionnement est utilise lors- 35 que la charge 22 ne doit pas etre alimentee. Dans ce cast 8 l'amplificateur operationnel 26 recoit une tension de commande VH negative sur l'entree non inverseuse. La tension de commande VH negative est un signal de deconflexion. 5 L'amplificateur operationnel 26 fonctionne en compa- rateur. Comme l'entree inverseuse, qui est tonnettee au point chaud de la resistance de mesure 24, ne peut etre negative quel que soit l'etat du transistor 23, 10 l'amplificateur operationnel 26 est amen e en regime de saturation negative. La tension de pilotage Vp en sortie de l'amplificateur operationnel 26 est done une tension de saturation negative, proche de -Vcc, OU +Vcc est la ten- 15 d'alimentation positive de l'aMplificateur opera- tionnel 26. Du fait de la tension de saturation negative appliquee sur la grille du transistor 23, 10 transistor 23 se trouve dans un etat bloqué (ouvert). Le courant d'alimentation Ia circUlant au travers de la charge 22 20 est done nul. Lorsqu'il convient d'alimenter la charge 22, l'amplificateur operationnel 26 regOit une tension de commande V positive sur l'entree non inverseuse. La tension de commande VH positive est un signal de connexion. 25 La tension de commande VH positive est fixee a VH=Ilim.Rmes, oii Rmes est la valeur de la resistance de mesure 24, et ou Ilim est la valeur du seuil de courant predefini. L'amplificateur operationnel 26 fait en sorte que le 30 potentiel de l'entree inverseuse rejoigne la tension de commande VH appliquee -stir 1/entree non inverseuse. La tension: de pilotage Vp en sortie de 1/aMplifitateur operationnel 26 va dont augmenter jUsqu'A la mise en conduction du transistor 23. Le transistor 23 autorise done le 35 passage du courant d'alimentation Ia a travers la charge 22 et a travers la resistance de mesure 24. Deux cas sont alors possibles. Lorsque l'impedance de la charge 22 est telle, au vu de la tension d'alimentation Va, que le courant 5 d'alimentation Ia ne peut atteindre le seuil de courant predefini (meme avec le transistor 23 en regime sature), la tension de l'entree inverseuse ne peut atteindre la valeur de la tension de coMmande V. La tension de pilotage Vp en sortie de l'amplificateur operationnel 26 aug- 10 mente alors jusqu'a atteindre une tension de saturation positive proche de +Vcc. L'amplificateur operatiottel 26 se trcuve alors dans un regime de saturation positive. Le transistor 23 se trouve en regime sature Le circuit de commutation 20 se trouve dans un etat REVENDICATIONS1. Circuit de surveillance d'un composant de protection contre la foudre (201), le circuit de surveillance comportant : - des moyens d'elevation de tension agences pour geneter une tension de test (Vt) et pour appliquer la tension de test aux bornes du composant de protection contre la foudre (201) lotsqu'll convie:nt de tester le composant de protection contre la foudre (201) ; - des moyens d'asservissement agences pour asservir une tension resultante aux bornes du domposant de protection contre la foudre (201) de maniere a assurer que la tension resultante ne depasse pas un seulI de 15: tension maximale predetermine ; - des moyens de detection agences pour comparer la tension resultante avec une tension de limitation du composant de protection contre la foudre, et pour detecter une defaillance du composant de protection 20 contre la foudre lorSque la tension resultante est superieure a la tension de limitation. 2. Circuit de surveillance revendication 1, dans lequel les moyens d'asservissement comprennent un premier transistor (204), une resistance 30 3. Circuit de surveillance selon la revendication 2, le composant de pilotage 6tent un composant de traitement de type microcontraleut dans lequel un generateur de signal par modulation de largeur d'itpulsion (230) est programme. 35 4. Circuit de surveillance selon. la selon la 25 de surveillance (205), et un composant de pilotage destine a. generet une tension de coMmande (Vc) dUpremier transistor et a asservir une tension de surveillance: (Vs) aux bornes de la resistance de surveillance sur la tension de commande. 29 revendication 3, dans lequel le generateUr de signal par de largeur d'impulaion (230) comporte un (224, 225), un compteur (223) et une bascule sortie de la bascule RS etant reliee, via (228), a une grille du premier transistor (204). 5. Circuit de surveillance scion la revendication 4, comportant un cOnvertisSeur analogique numerique (215) qui numerise la tension de surveillance 10 aux bornes de la resistance de surveillance, et un module de calcul (222) qui produit un signal d'erreur numerique (S) A partir d'une tension de surveillance numerique (Vnum) et du seUil de tension maximale predetermine, le signal d'erreur numerique etant applique en entrée du comparateur qui compare le signal d'erreur numerique avec une valeur du COmpteur. 6. Circuit de surveillance selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'eleVation de tension comportent un deuxiethe transistor (216) et une inductance (220) ayant une borne reliee a un drain du premier transistor (204). 7. Circuit revendication 1, danS contre Ia foudre est de surveillance scion la lequel le composant de protection une diode transil (201), et dans est une defaillante dans iaquelle un circuit ouvert. lequel la detaiilance la diode transil forme 8. Circuit de surveillance selon revendications precedentes, le composant de contre la foudre etant agence pour proteger un commutation destine A commuter A point froid d'une charge dont un reseau d'alimentation, 9. Calculateur comprenant un composant de protection -centre la foudre et un circuit de surveillance scion l'une des revendications precedentes. modulation comparateur RS (227), une 5 un filtre passe-bas l'une, des protection circuit de une masse electrique un un point chaud est relic A