Brevet FR3076130A1 — publié le 20190628

Dispositif électronique La présente invention a pour objet un dispositif électronique, notamment pour véhicule automobile, ainsi qu'une carte électronique comprenant un tel dispositif. L'invention se rapporte également une machine tournante destinée à être couplé à une boite de vitesse ou à un alterno-démarreur ou encore un compresseur de suralimentation électrique comprenant une carte électronique selon l'invention. Il existe de plus en plus, notamment dans les véhicules automobiles, des dispositifs électroniques dit haute tension, par exemple 48 volts. Ce type de dispositif haute tension est couramment amené à être connecté à des capteurs alimentés en basse tension, typiquement 12 volts. Ainsi, de plus en plus dans l'électronique des véhicules automobiles, coexiste une partie basse tension, typiquement reliée à la partie 12 volts du véhicule, et une partie haute tension, typiquement à partir de 48 volts. Pour des raisons d'architecture des dispositifs électroniques, en particulier des raisons de simplicité, le traitement de l'information, par exemple au moyen d'un processeur, est de préférence réalisé dans la partie haute tension. Certains des capteurs se situent dans la partie basse tension. Il est donc nécessaire de faire passer de l'information des capteurs de la partie basse tension au dispositif de traitement de l'information dans la partie haute tension. Couramment, il faut passer des signaux analogiques, par exemple une mesure du signal 12V et des signaux représentatifs de données binaires, typiquement la présence des clés de contact, un crash d'un équipement ou autre signal, par exemple un signal de réveil d'un équipement. Il est connu que chaque signal suive un chemin indépendant entre la partie basse tension et la partie haute tension. Chaque chemin comprend un isolateur indépendant. 2 Par exemple, si on souhaite faire passer une mesure du signal analogique 12V, et deux signaux représentatifs de données binaires, il est alors nécessaire d'avoir trois isolateurs. Ce type d'architecture est très couteux et présente un problème 5 d'encombrement. 11 existe donc un besoin pour une autre architecture permettant de passer les données de la partie basse tension au dispositif de traitement de l'information située dans la partie haute tension permettant de réduire le cout et l'encombrement de l'ensemble. 10 Un des objets de l'invention est de fournir un dispositif électronique permettant de remédier à ce problème. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif électronique, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - au moins une entrée analogique configurée pour recevoir un signal 15 analogique, - un module d'acquisition d'au moins une donnée binaire, - un module de conversion d'un paramètre physique dudit signal analogique et de ladite au moins une donnée binaire en un signal modulé, - un module de démodulation configuré pour extraire ladite donnée binaire et 20 ledit paramètre physique du signal modulé, et - un dispositif d'isolation au travers duquel le signal modulé est transmis du module de conversion au module de démodulation. Avantageusement, le module de conversion du dispositif selon l'invention 25 permet de combiner le signal analogique et les informations contenues dans le signal binaire en un seul signal. Le signal peut être transmis au module de démodulation au travers un seul dispositif d'isolation. 3 Ainsi, le nombre de dispositif d'isolation est réduit, permettant de réduire l'encombrement et le prix du dispositif électronique d'environ 10%. Le dispositif électronique selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon 5 toutes les combinaisons techniquement possibles : - le module de conversion appartient à un premier circuit, dit circuit BT, dont la masse de référence est sur une première source de tension, et - le module de démodulation appartient à un deuxième circuit, dit circuit HT, dont la masse de référence est sur une deuxième source de tension, et 10 - les deux circuits sont isolés par le dispositif d'isolation ; et/ou - le module de conversion est configuré pour générer un signal image dont la fréquence dépend dudit paramètre physique dudit signal analogique et pour générer le signal modulé à partir dudit signal image ; et/ou - le module de conversion comprend un oscillateur commandé en tension 15 configuré pour générer ledit signal image à partir dudit signal analogique ; et/ou - le signal modulé est un signal carré dont le rapport cyclique est fonction de ladite au moins une donnée binaire ; et/ou - le dispositif d'isolation est un dispositif d'isolation capacitif ou un dispositif d'isolation optique ou un dispositif d'isolation galvanique ; et/ou 20 - le module de démodulation est un microcontrôleur ou un microprocesseur. L'invention a aussi pour objet une carte électronique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif selon l'invention. L'invention concerne également une machine tournante destiné à être couplé à 25 une boite de vitesse et comprenant une carte électronique selon l'invention. L'invention se rapporte aussi à un alterno-démarreur comprenant une carte électronique selon l'invention. 4 L'invention se rapporte aussi à un compresseur de suralimentation électrique comprenant une carte électronique selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description et des figures suivantes : 5 - La figure 1 représente un dispositif électronique selon l'invention, - La figure 2 représente un module d'acquisition selon un mode de réalisation préféré de l'invention, - La figure 3 représente un mode de réalisation d'un oscillateur commandé en tension, et 10 - La figure 4 représente un mode de réalisation d'un modulateur de rapport cyclique. - La figure 5 représente des exemples de signal image générés par un oscillateur commandé en tension. - La figure 6 représente des exemples de signal modulé dont le rapport 15 cyclique est fonction de deux données binaires. 11 est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention. Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des 20 références identiques. En outre, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle afin de présenter une vue permettant de faciliter la compréhension de l'invention. Comme représenté sur la figure 1, l'invention concerne un dispositif 25 électronique 10 comprenant : - au moins une entrée analogique 12, - un module d'acquisition 14, - un module de conversion 20, 5 - un module de démodulation 30, et - un dispositif d'isolation 40. Le dispositif électronique 10 selon l'invention est notamment destiné à être intégrer dans un véhicule automobile, par exemple dans une carte électronique. 5 L'entrée analogique 12 est configurée pour recevoir un signal analogique. Typiquement l'entrée analogique est reliée au circuit basse tension du véhicule automobile, par exemple à la batterie 12 volts. Typiquement l'entrée analogique est basse impédance. Le module d'acquisition 14 est configuré pour acquérir au moins une donnée 10 binaire à partir d'au moins un signal d'entrée. Dans l'exemple représenté en figure 1, le module d'acquisition permet l'acquisition de deux données binaires à partir de deux signaux d'entrée, par exemple un signal d'entrée indiquant un réveil et un autre signal d'entrée indiquant un incident. Le module de conversion 20 permet la conversion d'un paramètre physique 15 dudit signal analogique, typiquement l'amplitude du signal analogique, et des données binaires en un signal modulé. Dans l'exemple représenté en figure 1, le module d'acquisition étant configuré pour recevoir deux signaux binaires le module de conversion permet la conversion d'un paramètre physique d'un signal analogique, et de deux données binaires en un 20 signal modulé. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le module de conversion 20 appartient à un premier circuit, dit circuit basse tension ou BT, dont la masse de référence 22 est sur une première source de tension, typiquement la batterie 12 volts du véhicule. 25 Afin de permettre de n'utiliser qu'un seul vecteur de passage de l'information contenant au moins une indication de l'amplitude du signal analogique et des valeurs des données binaires, un mode préféré de l'invention consiste à encapsuler les informations "binaires" dans un rapport cyclique d'un signal fréquentiel dont la 6 fréquence varie en fonction du paramètre physique du signal analogique, typiquement de l'amplitude du signal analogique. Selon un mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 2, le module de conversion 20 peut comprendre un oscillateur commandé en tension 13 5 configuré pour générer un signal image à partir du signal analogique. Typiquement l'oscillateur commandé en tension permet de générer un signal image dont la fréquence dépend du paramètre physique du signal analogique, typiquement de l'amplitude du signal analogique. Dans l'exemple présenté, le signal image est un signal triangulaire ou en dents 10 de scie dont la fréquence dépend de l'amplitude du signal analogique. La figure 3 représente un exemple de moyen de réalisation d'une fonction de conversion de l'amplitude du signal analogique en un signal dont la fréquence est liée à ladite amplitude. Sur le figure 3, le condensateur Cl se charge à travers la résistance R2 et la 15 vitesse de charge est modulée par la tension à mesurer Vl. Quand la tension de référence du régulateur de tension Ul dépasse les 2,5 volts alors la cathode du régulateur de tension est tirée à la masse. Quand la cathode est tirée à la masse alors le transistor Q2 PNP est déclenché, autrement dit est en position ON, ce qui a pour effet de déclencher le transistor Ql. 20 Lorsque le transistor Q1 est déclenché, Vtimer est mis à la masse et le condensateur Cl est déchargé, ce qui a pour effet de relancer le processus. Ainsi, par exemple il est possible d'établir que pour une tension de 20 volts, le signal en sortie de l'oscillateur commandé en tension aura une fréquence d'environ 175 kHz, pour une tension de 12 volts une fréquence d'environ 100 kHz, pour une 25 tension de 4 volts une fréquence d'environ 50 kHz. Les signaux de sortie représentatif de ces trois exemples sont représentés sur la Figure 5. D'autres moyens, connus de l'homme du métier, de réalisation de la fonction de conversion de tension en fréquence peuvent être utilisés. 7 Comme présente sur la figure 2, afin de combiner l'ensemble des informations à faire transiter, le module de conversion 20 est de préférence configuré pour générer une modulation cyclique du signal image (Vtimer). Par exemple, la modulation cyclique est réalisée à partir des données binaires selon une fonction de modulation 5 prédéterminée. Typiquement, le signal modulé est un signal carré dont le rapport cyclique est fonction des données binaires. La figure 4 représente un exemple de moyen de réalisation de la modulation cyclique du signal image en fonction des données binaires. 10 Vtimer représente le signal image venant de l'oscillateur commandé en tension qui comprend la fréquence image de la tension du signal analogique. Le comparateur X1 compare la tension Vtimer à un seuil qui est modulé en fonction de l'état des signaux d'entrée représentants les données binaires. Cela permet de moduler le rapport cyclique de sortie sans changer la fréquence du signal 15 image Vtimer. V3 représente un premier signal représentatif d'une donnée binaire, par exemple un signal d'incident. Lorsque le signal d'incident est à 1 (tension de 12V) alors le transistor Q4 est ON et vient moduler le seuil de comparaison du comparateur Xl. 20 V4 représente un deuxième signal représentatif d'une donnée binaire, par exemple un signal de réveil. Lorsque le signal de réveil est à 1 alors le transistor Q5 est ON et vient moduler le seuil de comparaison du comparateur Xl. Cela permet d'obtenir un signal en sortie (Vencaps) du module de conversion 25 qui contient de part sa fréquence et son rapport cyclique les informations devant être transmises. Des exemples de signaux (Vencaps) en sortie du module de conversion sont présentés à la figure 6. 8 La relation entre le rapport cyclique et les données binaires V3 et V4 est résumée dans le tableau ci-dessous. V4 V3 Rapport cyclique 0 0 10% 0 1 30% 1 0 50% 1 1 80% 5 D'autres moyens, connus de l'homme du métier, de réalisation de la fonction de modulation peuvent être utilisés. Le module de démodulation 30 est configuré pour extraire la ou les donnée(s) binaire(s) et ledit paramètre physique du signal modulé. Typiquement le module de démodulation est un microcontrôleur ou un 10 microprocesseur pouvant comprendre un module permettant la démodulation de l'information de façon automatique et simple. Comme représenté sur la figure 1, module de démodulation 30 le module de démodulation appartient à un deuxième circuit, dit circuit haute tension, dont la masse de référence est sur une deuxième source de tension différente de la première, 15 par exemple 48 volts. Le signal modulé est transmis du module de conversion au module de démodulation au travers un dispositif d'isolation 40. Le dispositif d'isolation permet également d'isoler les circuits haute tension et les circuits basse tension. Le dispositif d'isolation 40 peut être un dispositif d'isolation capacitif ou un 20 dispositif d'isolation optique ou un dispositif d'isolation galvanique. L'invention a été décrite ci-dessus avec l'aide de modes de réalisation présentés sur les figures, sans limitation du concept inventif général. 9 Bien d'autres modifications et variations se suggèrent d'elles-mêmes à l'homme du métier, après réflexion sur les différents modes de réalisation illustrés dans cette demande. Ces modes de réalisation sont donnés à titre d'exemple et ne sont pas destinés à limiter la portée de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif électronique (10), notamment pour véhicule automobile, comprenant : - au moins une entrée analogique (12) configurée pour recevoir un signal analogique, - un module d'acquisition (14) d'au moins une donnée binaire, - un module de conversion (20) d'un paramètre physique dudit signal analogique et de ladite au moins une donnée binaire en un signal modulé, - un module de démodulation (30) configuré pour extraire ladite donnée binaire et ledit paramètre physique du signal modulé, et - un dispositif d'isolation (40) au travers duquel le signal modulé est transmis du module de conversion au module de démodulation. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel : - le module de conversion appartient à un premier circuit, dit circuit BT, dont la masse de référence est sur une première source de tension, et - le module de démodulation appartient à un deuxième circuit, dit circuit HT, dont la masse de référence est sur une deuxième source de tension, et - les deux circuits sont isolés par le dispositif d'isolation. 3. Dispositif électronique selon l'une des revendications précédentes dans lequel le module de conversion est configuré pour générer un signal image dont la fréquence dépend dudit paramètre physique dudit signal analogique et pour générer le signal modulé à partir dudit signal image. 11 4. Dispositif électronique selon la revendication précédente dans lequel le module de conversion comprend un oscillateur commandé en tension configuré pour générer ledit signal image à partir dudit signal analogique. 5 5. Dispositif électronique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le signal modulé est un signal carré dont le rapport cyclique est fonction de ladite au moins une donnée binaire. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif 10 d'isolation est un dispositif d'isolation capacitif ou un dispositif d'isolation optique ou un dispositif d'isolation galvanique. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel le module de démodulation est un microcontrôleur ou un microprocesseur. 15 8. Carte électronique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif selon l'une des revendications précédentes. 9. Machine tournante destiné à être couplé à une boite de vitesse et comprenant une 20 carte électronique selon la revendication 8 10. Alterno-démarreur comprenant une carte électronique selon la revendication 8