EP0087541A1 - Circuit d'alimentation électrique et dispositif de transmission utilisant ledit circuit d'alimentation - Google Patents

Circuit d'alimentation électrique et dispositif de transmission utilisant ledit circuit d'alimentation Download PDF

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EP0087541A1
EP0087541A1 EP82430005A EP82430005A EP0087541A1 EP 0087541 A1 EP0087541 A1 EP 0087541A1 EP 82430005 A EP82430005 A EP 82430005A EP 82430005 A EP82430005 A EP 82430005A EP 0087541 A1 EP0087541 A1 EP 0087541A1
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EP
European Patent Office
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voltage
power supply
supply device
capacitor
circuit
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Gérard Orengo
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Compagnie IBM France SAS
International Business Machines Corp
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Compagnie IBM France SAS
International Business Machines Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/577Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices for plural loads
    • G05F1/585Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices for plural loads providing voltages of opposite polarities

Definitions

  • European patent application 0 018 517 describes a diagnostic and alarm device for an on-line data communication network.
  • a predetermined tone alarm signal is generated and transmitted to a central station on a line normally used for data transmission.
  • the energy necessary for the production of the alarm tone and for its transmission is supplied by an emergency power source constituted by a battery of capacitors which will have been previously charged.
  • This system has a number of constraints. Indeed, the capacitors being generally all the more voluminous as they are of high value, it is preferable to limit the values of capacitors necessary to the strict minimum. However, this results in a limitation of the stored energy, which reduces the duration of the alarm tone that can be generated.
  • the receiver to which the alarm is transmitted can detect the presence of a signal which is not data and identify it in a relatively short time. Discrimination between alarm signal and data is made possible by the choice of a frequency of the alarm signal outside the pure data spectrum.
  • a sinusoidal alarm signal of 350 Hz of frequency has been chosen.
  • the storage capacitors energy are gradually discharged and from a moment the signal that the device could generate would present distortions resulting in the presence of harmonics of pure frequency at 350 Hz.
  • Some of these harmonics (1050, 1400, 1750 , etc.) would be in the data frequency band.
  • the subject of the present invention is a back-up power source which can be used for a relatively long period of time thanks to the presence of means making it possible to adjust at will the position relative to a given reference potential of the potential difference available to the floating power source terminals.
  • the invention relates to means making it possible to position at will the difference in potential appearing sant at the terminals of a floating energy source (not connected to ground), said means comprising: reference means for generating from said potential difference a reference voltage and voltage follower means connected to said means reference and to a fixed voltage source, said voltage follower means acting on the positioning of said potential difference so as to force said reference voltage at said fixed voltage.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device of the prior art.
  • This device includes two capacitors C1 and C2 intended to store the energy reserve.
  • the capacitor Cl is connected on the one hand to ground and on the other hand to a positive power source V + through a switch Il and a diode Dl.
  • the capacitor C2 is connected to ground on the one hand and to a negative power source V - through a diode D2 and a switch I2 on the other.
  • Capacitors C1 and C2 are also connected to an alarm signal generator 10 (which they are responsible for supplying when the sources V and V - are out of order) through switches (switching means) 13 and 14 respectively.
  • the circuit further comprises so-called charge control 12 and discharge control circuits 14.
  • the circuit 12 keeps the switches 11 and 12 closed, while the circuit 14 keeps switches 13 and 14 open.
  • the system is in the so-called charging phase during which the capacitors C1 and C2 are charged while the alarm signal generator is at rest.
  • a so-called alarm cycle starts.
  • the circuit 12 controls the opening of the switches Il and 12 while the switches 13 and 14 are closed under the effect of a command from the circuit 14.
  • the device 10 supplied by the energy stored in the capacitors C1 and C2, generates a signal at 350 Hz, called an alarm. During this operation, the capacitors C1 and C2 discharge, the voltages they deliver decrease.
  • the alarm generator 10 From certain levels of the voltages supplied by the capacitors C1 and C2, the alarm generator 10 delivers a distorted signal and therefore comprising harmonics of the frequency at 350 Hz. As indicated above, this is to be avoided . It is therefore necessary to stop the alarm generator 10 before the moment when the generated signal would be distorted. In practice, it sometimes happens that certain circuits of the alarm generator 10 need a negative voltage greater than the positive voltage. For example, for an alarm signal of ⁇ 2V peak-to-peak, the power circuits of the alarm generator 10 would require at least + 2.7V and -4.1V.
  • the circuit of the invention makes it possible to minimize the effect of these asymmetries by using means making it possible to center the discharge zone at will.
  • This refocusing allows in particular, in the case of FIG. 2, to extend the duration of the undistorted alarm signal up to t ' 2 . We will even see later that the result may even be even better than it appears in Figure 2.
  • FIG 3 shows a block diagram of the device of the invention.
  • Figures 1 and 3 bear similar references to designate similar elements.
  • the capacitors C1 and C2 have been replaced by a single floating capacitor C, that is to say, not connected to ground.
  • Il and 12 are closed, i.e. during the charging period, the capacitor C charges to a value where V d represent the voltage drops due to the diodes Dl and D2.
  • Il and I2 are open while 13 and 14 are closed as was the case for the circuit of Figure 1.
  • the reference circuit builds a first reference voltage V ref based in particular on the voltages across capacitor C.
  • This reference voltage V ref is applied to one of the inputs of the voltage follower circuit 18.
  • the circuit 18 shown here schematically in the form of an operational amplifier operates so as to force V ref to the level a second reference voltage V 're f which is a fixed voltage applied to its output and to its other input. For example, if this voltage V ' ref is the ground, the circuit acts so as to cause V ref towards the voltage of the ground. This results in a refocusing of the ten zion across capacitor C. This recentering can be controlled as desired.
  • the circuit of FIG. 3 can indeed supply two voltages V c + and V c - such that
  • V ' ref 0
  • 1 ⁇ 2
  • remains constant during discharge and the two curves converge towards V ' ref at the same time.
  • the invention makes it possible, starting from a floating energy source, to center the voltage available at the terminals of said source at will with respect to a given reference potential.
  • the invention therefore makes it possible in particular to position the voltage of the source with respect to the ground potential.
  • circuit of the invention requires very little additional power compared to the circuit of the prior art.
  • the only effective additional consumption is that of the reference circuit 6. This consumption is minimized in practice by choosing a reference circuit of relatively high impedance, of the order of 50 K ⁇ for example.
  • FIG. 4 shows the block diagram of an embodiment of the invention in which the voltage follower circuit is extremely simple.
  • the reference circuit 16 is here, quite simply, a divider bridge with two resistors R1 and R2 in series.
  • the function of the voltage follower circuit 18 it is here obtained by two transistors T1 and T2 in series.
  • the cathode of T2 is connected to the electrode of the negatively charged capacitor C.
  • the point common to the resistors RI, R2 is connected to the bases of the transistors Tl and T2. This common point is that providing the voltage designated by V ref .
  • Transistors T3 and T 4 fulfill the functions of switches 13 and 14 respectively.
  • the switches Il and I2 (not shown) are open, while T5 is made conductive. This results in the conduction to saturation of the transistors T3 and T4.
  • the potential of capacitor C is found applied at A and B to the use circuit (not shown).
  • FIG. 5 shows a detailed embodiment of the invention using in particular circuit elements similar to those of the circuit in FIG. 4.
  • the assembly Tl, T2 voltage follower has been replaced by two circuits of the Darlington type namely (T11, T12, R11) and (T13, T14, R12).
  • the reference circuit 16 comprises, in addition to the resistors R1 and R2, a set of diodes (D11, D12, D13, D14, D15 and D16) in series.
  • the base of transistor T14 is connected to the cathode of diode D13.
  • the base of transistor T12 is connected to the anode of diode D11 through a resistor R13 and to the cathode of this same diode through a resistor R14.
  • the function of the switch 13 is carried out by a circuit of the Darlington type comprising PNP transistors T16, T17 and T18 and a resistor R18.
  • the circuit elements T4, T5 and R ' occupy the same positions as their counterparts in the device shown in FIG. 4.
  • an additional divider bridge comprising diodes D17 to D20 in series with a Zener diode Zl, a resistor R17 and diodes D21 to D23, has been placed upstream of the switches 13 and 14.
  • a diode D24 is placed between the collector of transistor T18 and the cathode of diode D20.
  • the point common to the resistor R17 and to the anode of the diode D21 is connected to the base of the transistor T5 through a resistor R19.
  • This same base of transistor T5 is connected to the emitter of transistor T4 through a resistor R20.
  • an NPN transistor T15 is connected between the point common to R17 and to the diode D21 and the emitter of the transistor T4.
  • the back-up power supply control signal is applied to the base of transistor T15.
  • the terminals supplying the standby voltages designated by V c + and Vc- in FIG. 4 have been designated by DRV + and DRV -
  • two other outputs have been provided, respectively designated by OSC and OSC - and taken upstream of switches 13 and 14.
  • the process of transmitting the alarm signal begins when the base of T15 is no longer supplied by an external command originating from a circuit (not shown) for detecting normal power failure. In this case, T15 is blocked and the current no longer being derived by T15 supplies the base of T5. There is then saturation of T10 and of the Darlington assembly T16, T17, T18. The DRV + and DRV - outputs are energized, which has several consequences. First of all, the line drive circuit is supplied, therefore ready to emit the alarm signal. In addition, the centering circuit is made active. Finally, the diode D24 becomes conductive and blocks the diodes D17 to D20. The control circuit is therefore supplied by DRV + via D24, Zl, R17, R19 and R20.

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Abstract

Le dispositif permet de positionner à volonté la différence de potentiel apparaissant aux bornes d'une source d'énergie flottante (condensateur C préalablement chargé) par rapport au potentiel de masse par utilisation d'un circuit de référence (16) relié aux bornes du condensateur C et délivrant une tension de référence Vref, laquelle tension est appliquée à un circuit suiveur de tension (18) relié par ailleurs à une source de tension fixe. Ledit circuit suiveur de tension décale les niveaux de tensions aux bornes du condensateur en forçant la tension Vref au niveau de ladite tension fixe.

Description

  • On a décrit dans la demande de brevet européen 0 018 517 un dispositif de diagnostic et d'alarme pour un réseau de communication de données sur ligne. Lorsque la source d'alimentation d'une station d'émission-réception du réseau vient à tomber en panne, un signal d'alarme de tonalité prédéterminée est engendré et transmis vers une station centrale sur une ligne servant normalement à la transmission des données. L'énergie nécessaire à la fabrication de la tonalité d'alarme et à sa transmission est fournie par une source d'alimentation de secours constituée par une batterie de condensateurs qui auront au préalable été chargés. Ce système présente un certain nombre de contraintes. En effet, les condensateurs étant généralement d'autant plus volumineux qu'ils sont de valeur élevée, il est préférable de limiter les valeurs de condensateurs nécessaires au strict minimum. Or, ceci entraîne une limitation de l'énergie emmagasinée, ce qui réduit la durée de la tonalité d'alarme qui pourra être engendrée. Il faut donc que le récepteur vers lequel l'alarme est transmise puisse déceler la présence d'un signal qui ne soit pas des données et l'identifier en un temps relativement court. La discrimination entre signal d'alarme et données est rendue possible par le choix d'une fréquence du signal d'alarme en dehors du spectre des données pures. C'est ainsi que dans un système dans lequel les données sont transmises dans une bande de fréquences allant de 800 à 2500 Hz, on a choisi un signal d'alarme sinusoïdal de 350 Hz de fréquence. Naturellement, durant la période d'alarme les condensateurs de stockage d'énergie sont progressivement déchargés et à partir d'un moment le signal que le dispositif pourrait engendrer présenterait des distorsions se traduisant par la présence d'harmoniques de la fréquence pure à 350 Hz. Certains de ces harmoniques (1050, 1400, 1750, etc. ) seraient dans la bande de fréquences des données. Or, dans les réseaux de transmissions plusieurs stations sont souvent connectées à la station centrale par une même ligne de transmissions. De plus, ces stations sont géographiquement plus ou moins éloignées de la station centrale dont on veut attirer l'attention à l'aide du signal d'alarme. L'envoi de tonalité d'alarme étant purement aléatoire, les risques d'apparition sur la ligne du signal d'alarme engendré par une station durant l'envoi de données d'une autre station du réseau sont importants. Toute interférence entre données et alarme est donc particulièrement gênante surtout si l'alarme est à 40 db au-dessus des données du fait des éloignements respectifs des stations par rapport à la station centrale. Il est donc indispensable d'arrêter le processus de génération du signal d'alarme avant que celui-ci ne subisse de distorsion, ce qui raccourcit d'autant le temps alloué à la fabrication dudit signal. Pour faciliter la tâche des dispositifs de la station centrale destinés à déceler la présence du signal d'alarme, il est souhaitable que, pour une source d'alimentation de secours ou ensemble de stockage d'énergie donné le signal d'alarme puisse être engendré durant un intervalle de temps aussi long que possible.
  • Exposé de l'Invention
  • La présente invention a pour objet une source d'alimentation de secours utilisable durant un intervalle de temps relativement long grâce à la présence de moyens permettant d'ajuster à volonté la position par rapport à un potentiel de référence donné de la différence de potentiel disponible aux bornes d'une source d'alimentation flottante.
  • Plus précisément, l'invention porte sur des moyens permettant de positionner à volonté la différence de potentiel apparaissant aux bornes d'une source d'énergie flottante (non connectée à la masse), lesdits moyens comportant : des moyens de référence pour engendrer à partir de ladite différence de potentiel une tension de référence et des moyens suiveurs de tension reliés auxdits moyens de référence et à une source de tension fixe, lesdits moyens suiveurs de tension agissant sur le positionnement de ladite différence de potentiel de manière à forcer ladite tension de référence au niveau de ladite tension fixe.
  • D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci.
  • Description des Figures
    • Figure 1 : dispositif de l'art antérieur.
    • Figure 2 : diagramme de fonctionnement mettant en évidence les problèmes à résoudre.
    • Figure 3 : schéma de principe de l'invention.
    • Figures des schémas de réalisation de l'invention. 4 et 5
    Description d'un Mode de Réalisation de l'Invention
  • On a représenté sur la figure 1 un mode de réalisation du dispositif de l'art antérieur. Ce dispositif comporte deux condensateurs Cl et C2 destinés à emmagasiner la réserve d'énergie. Le condensateur Cl est relié d'une part à la masse et d'autre part à une source d'alimentation positive V+ à travers un interrupteur Il et une diode Dl. Le condensateur C2 est relié à la masse d'une part et à une source d'alimentation négative V- à travers une diode D2 et un interrupteur I2 d'autre part. Les condensateurs C1 et C2 sont aussi reliés à un générateur de signaux d'alarme 10 (qu'ils sont chargés d'alimenter lorsque les sources V et V- sont en panne) à travers des interrupteurs (moyens de commutation) 13 et 14 respectivement. Le circuit comporte en outre des circuits dits de commande de charge 12 et de commande de décharge 14. Tant que les sources d'alimentation V et V- sont en état de fonctionner le circuit 12 maintient les interrupteurs Il et 12 fermés, tandis que le circuit 14 maintient les interrupteurs 13 et 14 ouverts. Le système est en phase dite de charge durant laquelle les condensateurs Cl et C2 se chargent tandis que le générateur de signaux d'alarme est au repos. Dès que l'une quelconque des sources d'énergie V+ et V- s'écarte de limites de fonctionnement prévues, un cycle dit d'alarme démarre. Le circuit 12 commande l'ouverture des interrupteurs Il et 12 tandis que les interrupteurs 13 et 14 sont fermés sous l'effet d'une commande provenant du circuit 14. Le dispositif 10 alimenté par l'énergie stockée dans les condensateurs C1 et C2, engendre alors un signal à 350 Hz, dit d'alarme. Durant cette opération, les condensateurs C1 et C2 se déchargent, les tensions qu'ils délivrent décroissent. A partir de certains niveaux des tensions fournies par les condensateurs C1 et C2, le générateur d'alarme 10 délivre un signal distordu et donc comportant des harmoniques de la fréquence à 350 Hz. Comme on l'a indiqué plus haut, ceci est à éviter. Il est donc nécessaire d'arrêter le générateur d'alarme 10 avant l'instant où le signal engendré serait distordu. En pratique, il arrive que certains circuits du générateur d'alarme 10 aient besoin d'une tension négative supérieure à la tension positive. Par exemple, pour un signal d'alarme de ±2V crête-à-crête, les circuits de puissance du générateur d'alarme 10 nécessiteraient au moins +2,7V et -4,1V. Dans ce cas, il faudra même arrêter le fonctionnement du générateur d'alarme 10 plus tôt qu'on aurait pu l'imaginer à priori, c'est-à-dire dès que les tension des condensateurs C1 et C2 atteindront 4,1V en valeur absolue. Enfin, toute variation des sources V+ et V- de même que tout défaut d'appairage des condensateurs Cl et C2 est à prendre en considération pour éviter les distorsions du signal d'alarme. En résumé, il est donc utile qu'une fois définies les caractéristiques du circuit à alimenter, on détermine exactement les tensions d'alimentations nécessaires puis partant d'une source d'alimentation donnée on dispose de moyens permettant d'engendrer simplement lesdites tensions nécessaires.
  • On a représenté sur la figure 2 un diagramme de fonctionnement pour un système dans lequel les alimentations V+ et V- ont pour valeurs nominales ±8,5V à 10% près. Dans le cas le plus défavorable, V+ = +8,5 + 0,85 = +9,35V tandis que
    Figure imgb0001
  • Si l'on tient compte des chutes de tensions d'environ 0,7V dans les diodes Dl et D2, les charges de Cl et C2 peuvent se faire à +8,65V et -6,95V respectivement (ce que montre la zone à gauche de t0 sur le diagramme de la partie supérieure de la figure 2). A partir de t0, on a supposé que l'on entrait en zone de fonctionnement du générateur d'alarme. Les courbes VC1 et VC2 schématisent des décharges symétriques des condensateurs Cl et C2 respectivement. On notera que l'on a supposé ces décharges en courant constant pour simplifier l'exposé mais qu'il ne s'agit nullement là d'une contrainte. Pour |VC2| ≤ 4,1V le signal d'alarme présente une distorsion due à un phénomène de saturation visible dans la partie inférieure de la figure 2 représentant le signal d'alarme engendré. Donc à partir de l'instant tl, le circuit d'alarme est inutilisable à cause de ces distorsions, tandis que pour ce qui concerne le condensateur C1, le circuit aurait pu fonctionner jusqu'à l'instant t2. On constate que cette situation est due à la présence d'une double dissymétrie de tensions. Une dissymétrie des tensions de charges de Cl et C2 par rapport à la masse, et une dissymétrie des tensions limites utilisables pour VC1 et VC2.
  • Le circuit de l'invention permet de minimiser l'effet de ces dissymétries en mettant en oeuvre des moyens permettant de centrer la zone de décharge à volonté. Ce recentrage permettrait notamment, dans le cas de la figure 2, de prolonger la durée du signal d'alarme non distordu jusqu'à t'2. On verra même plus loin que le résultat peut même être encore meilleur qu'il n'apparaît sur la figure 2.
  • La figure 3 montre un schéma de principe du dispositif de l'invention. Les figures 1 et 3 portent des références semblables pour désigner les éléments semblables. On notera que les condensateurs Cl et C2 ont été remplacés par un condensateur unique C flottant, c'est-à-dire, non connecté à la masse. On pourrait, ce qui revient au même, utiliser une source de tension flottante quelconque. Lorsque Il et 12 sont fermés, c'est-à-dire durant la période de charge, le condensateur C se charge à une valeur
    Figure imgb0002
    où Vd représentent les chutes de tensions dues aux diodes Dl et D2.
  • Durant la période dite d'alarme, c'est-à-dire durant la période d'utilisation de la source d'énergie flottante, Il et I2 sont ouverts tandis que 13 et 14 sont fermés comme cela était le cas pour le circuit de la figure 1. Or deux éléments essentiels ont été rajoutés au circuit. A savoir, d'une part un circuit de référence 16 connecté en aval des moyens de commutation I3, 14 et d'autre part un circuit suiveur de tension 18. Le circuit de référence construit une première tension de référence Vref basée notamment sur les tensions aux bornes du condensateur C. Cette tension de référence Vref est appliquée sur l'une des entrées du circuit suiveur de tension 18. Le circuit 18 représenté ici schématiquement sous forme d'un amplificateur opérationnel opère de manière à forcer Vref au niveau d'une seconde tension de référence V' re f qui est une tension fixe appliquée sur sa sortie et sur son autre entrée. Par exemple, si cette tension V'ref est la masse, le circuit agit de manière à faire tendre Vref vers la tension de la masse. Ceci entraîne un recentrage de la tension aux bornes du condensateur C. Ce recentrage peut être contrôlé à volonté.
  • On a vu à propos de la description de la figure 2 qu'une des causes de la distorsion provenait du fait que le seuil inférieur de tension admissible (+2,7V) pour VC1 avant que ne se produise une distorsion du signal d'alarme engendré, était différent en valeur absolue du seuil admissible (-4,1V) sur VC2. On a donc tout intérêt à concevoir un circuit réalisant, durant la période de décharge, un recentrage de la fonction de décharge du condensateur C (ou de la source d'alimentation de secours flottante) vers la zone des tensions négatives. C'est ce que montre la courbe Vc - de la figure 2. En effet, on a représenté sur cette figure un décalage de 1,4V des tensions VC + et Vc apparaissant sur les électrodes du condensateur C durant la période d'utilisation, c'est-à-dire de décharge.
  • Avec une source de tension flottante, le circuit de la figure 3 peut fournir en effet deux tensions Vc + et Vc - telles que
    Figure imgb0003
  • A titre d'exemple, si l'on veut que partant d'une source flottante V = 9V, on obtienne des tensions d'alimentations Vc + = 3V et Vc - = -6V au démarrage de la période d'utilisation ou de décharge, on choisira V'ref = 0 et le circuit de référence 16 sera constitué d'un pont diviseur comportant une résistance R en série avec une résistance 2R. Ceci entraîne a =
    Figure imgb0004
    = 1/2, b=0. D'où |Vc +| = ½|Vc -|. Dans ce cas, le rapport entre |Vc +| et |Vc -| reste constant durant la décharge et les deux courbes convergent vers V'ref au même instant.
  • On peut aussi utiliser b≠0, par exemple on aura b = -1,2V en plaçant deux diodes en série avec la résistance 2R. Dans ce cas on obtiendra
    Figure imgb0005
  • Dans le cas où b≠0 non seulement on commande le centrage de la tension aux bornes du condensateur à l'instant initial de décharge, mais encore on choisit de faire tendre V - et V + vers le potentiel V'ref à des instants différents ou en d'autres termes de faire converger Vc + et Vc - vers b/a au même instant. Ceci accroît les limites des améliorations apportées par l'invention.
  • En d'autres termes, l'invention permet, partant d'une source d'énergie flottante, de centrer à volonté la tension disponible aux bornes de ladite source par rapport à un potentiel de référence donné. L'invention permet donc notamment de positionner la tension de la source par rapport au potentiel de masse.
  • L'un des avantages majeurs du circuit de l'invention est qu'il ne nécessite que très peu de puissance supplémentaire par rapport au circuit de l'art antérieur. La seule consommation supplémentaire effective, est celle du circuit de référence 6. Cette consommation est minimisée en pratique en choisissant un circuit de référence d'impédance relativement élevée, de l'ordre de 50 KΩ par exemple.
  • Bien que l'on ait schématisé l'étage suiveur par un amplificateur différentiel, des circuits plus simples et intégrables remplissant une fonction équivalente pourront être utilisés.
  • On a représenté sur la figure 4 le schéma de principe d'un mode de réalisation de l'invention dans lequel le circuit suiveur de tension est extrêmement simple. Le circuit de référence 16 est ici, tout simplement, un pont diviseur à deux résistances Rl et R2 en série. Quant à la fonction du circuit 18 suiveur de tension, elle est ici obtenue par deux transistors Tl et T2 en série. Le transistor Tl, de type NPN a son collecteur relié à l'électrode du condensateur C chargée positivement et son émetteur relié à la masse (V'ref = 0) et à l'émetteur du transistor T2 de type PNP. La cathode de T2 est reliée à l'électrode du condensateur C chargée négativement. Le point commun aux résistances RI, R2 est relié aux bases des transistors Tl et T2. Ce point commun est celui fournissant la tension désignée par Vref. Les transistors T3 et T4 remplissent les fonctions des interrupteurs 13 et 14 respectivement. Un transistor T5 débitant dans une résistance R' réalise la fonction du circuit 14 de commandes des interrupteurs 13 et 14.
  • Durant la période de charge du condensateur C, les transistors T3, T4, T5 sont bloqués. Il en résulte que Tl et T2 sont aussi bloqués.
  • Durant la période de décharge ou période d'utilisation de la charge du condensateur C, les interrupteurs Il et I2 (non représentés) sont ouverts, tandis que T5 est rendu conducteur. Ceci entraîne la conduction à saturation des transistors T3 et T4. Le potentiel du condensateur C se retrouve appliqué en A et B au circuit d'utilisation (non représenté). La tension de référence Vref apparait au point commun à RI et R2. Si Vref est positif, Tl devient conducteur et la tension aux bornes du condensateur C est recentrée négativement, si Vref est négatif, T2 est conducteur et la tension aux bornes de C est recentrée positivement, et ceci jusqu'à ce que Vref = V'ref, c'est-à-dire zéro volt dans le cas présent. Donc l'ensemble Tl, T2 connecté d'un côté à la masse et de l'autre au point commun à Rl, R2 fournissant Vref se comporte en suiveur de tension tendant à forcer V ref au niveau de la masse.
  • En pratique, on tiendra compte de la présence des chutes de tensions base-émetteurs dans les transistors, Tl et T2. L'effet de ces chutes de tensions sera compensé en plaçant les diodes D'1 et D'2 représentées en pointillés sur la figure 4.
  • On a représenté sur la figure 5 un mode détaillé de réalisation de l'invention utilisant notamment des éléments de circuits semblables à ceux du circuit de la figure 4. L'ensemble Tl, T2 suiveur de tension a été remplacé par deux circuits de type Darlington à savoir (T11, T12, R11) et (T13, T14, R12). Le circuit de référence 16 comporte, outre les résistances Rl et R2, un ensemble de diodes (D11, D12, D13, D14, D15 et D16) en série. La base du transistor T14 est reliée à la cathode de la diode D13. La base du transistor T12 est reliée à l'anode de la diode D11 à travers une résistance R13 et à la cathode de cette même diode à travers une résistance R14.
  • La fonction de l'interrupteur 13 est réalisée par un circuit du genre Darlington comportant des transistors PNP T16, T17 et T18 et une résistance R18. Les éléments de circuits T4, T5 et R' occupent les mêmes positions que leurs homologues du dispositif représenté sur la figure 4.
  • On notera en outre qu'un pont diviseur supplémentaire comportant des diodes D17 à D20 en série avec une diode Zener Zl, une résistance R17 et des diodes D21 à D23, a été placé en amont des interrupteurs 13 et 14. Une diode D24 est placée entre le collecteur du transistor T18 et la cathode de la diode D20. Le point commun à la résistance R17 et à l'anode de la diode D21 est relié à la base du transistor T5 à travers une résistance R19. Cette même base du transistor T5 est reliée à l'émetteur du transistor T4 à travers une résistance R20. Enfin, un transistor NPN T15 est connecté entre le point commun à R17 et à la diode D21 et l'émetteur du transistor T4. Le signal de commande de mise en fonction de l'alimentation de secours est appliqué à la base du transistor T15. On notera que l'on a désigné par DRV+ et DRV-, les bornes fournissant les tensions de secours désignées par Vc + et Vc- sur la figure 4. En outre, on a prévu deux autres sorties, respectivement désignées par OSC et OSC- et prélevées en amont des interrupteurs 13 et 14.
  • Durant la période d'attente, c'est-à-dire lorsque le signal d'alarme n'a pas besoin d'être transmis, un courant est envoyé à la base du transistor T15, dit transistor d'inhibi- tion. Ce transistor est saturé et dérive le courant de base du transistor T5. Il en résulte que tous les circuits sont non conducteurs, à l'exception de la branche D17, D18, D19, D20, Zl, R17 et T5, cette branche servant à démarrer le processus ultérieurement. Le circuit de centrage étant bloqué, le condensateur C est flottant. Néanmoins, le circuit (non représenté) de charge du condensateur C est actif, et les bornes portant les références OSC et OSC- sont respectivement aux niveaux de tension Vc + et Vc du condensateur C. Ces tensions permettent d'alimenter un oscillateur du générateur d'alarme, oscillateur fabriquant un signal à 350 Hz. Ce signal n'est cependant pas transmis sur la ligne car le circuit d'attaque de ligne (non représenté) chargé de porter le signal d'alarme à un niveau suffisant pour être transmis sur la ligne, n'est lui pas alimenté. L'alimentation dudit circuit d'attaque est fournie par DRV+ et DRV-.
  • Le processus d'émission du signal d'alarme commence lorsque la base de T15 n'est plus alimentée par une commande externe provenant d'un circuit (non représenté) de détection de panne d'alimentation normale. Dans ce cas, T15 se bloque et le courant n'étant plus dérivé par T15 alimente la base de T5. Il y a alors saturation de T10 et du montage Darlington T16, T17, T18. Les sorties DRV+ et DRV- sont mises sous tension, ce qui a plusieurs conséquences. Tout d'abord, le circuit d'attaque de ligne est alimenté donc prêt à émettre le signal d'alarme. En outre, le circuit de centrage est rendu actif. Enfin, la diode D24 devient conductrice et bloque les diodes D17 à D20. Le circuit de commande se trouve donc alimenté par DRV+ via D24, Zl, R17, R19 et R20. C'est donc un circuit auto-entretenu. Lorsque le potentiel entre DRV et OSC- (qui est peu différent de DRV-) n'est plus suffisant, T5 se bloque, bloquant tout le circuit. Cela permet l'arrêt de l'émission du signal d'alarme avant la saturation du circuit d'attaque de ligne, donc avant distorsion du signal d'alarme. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention.

Claims (11)

1. Dispositif d'alimentation d'un circuit électrique en tensions prédéterminées à partir d'une source d'énergie flottante, ledit dispositif d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il comporte :
un circuit de référence relié aux bornes de ladite source d'énergie flottante et engendrant une première tension dite de référence;
une source de seconde tension de référence; et,
un circuit dit suiveur de tension relié auxdites première et seconde sources de références et à ladite source d'énergie flottante; ledit circuit suiveur entraînant un centrage de la différence de potentiel aux bornes de ladite source d'énergie flottante de manière telle que lesdites première et seconde tensions de référence soient forcées au même niveau de tension.
2. Dispositif d'alimentation électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite source d'énergie flottante est constituée par un condensateur préalablement chargé à un niveau de tension prédéterminé.
3. Dispositif d'alimentation électrique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en outre en ce que ladite seconde source de référence est fixe.
4. Dispositif d'alimentation électrique selon la revendication 3 caractérisé en outre en ce que ladite seconde source de référence est la masse.
5. Dispositif d'alimentation électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit circuit de première tension de référence comporte un pont diviseur de tension relié aux bornes de la source d'énergie flottante.
6. Dispositif d'alimentation électrique selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit circuit suiveur de tension comporte un amplificateur différentiel.
7. Dispositif d'alimentation électrique selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit circuit suiveur de tension comporte :
un transistor NPN dont le collecteur est relié à l'une des bornes de ladite source d'énergie flottante;
un transistor PNP dont le collecteur est relié à l'autre borne de ladite source d'énergie flottante;
des moyens pour relier les émetteurs desdits transistors NPN et PNP à ladite seconde source de référence; et,
des moyens pour relier les bases desdits transistors NPN et PNP à ladite première source de référence.
8. Dispositif d'alimentation électrique de secours destiné à alimenter un circuit électrique à l'aide de tensions positives et négatives pré-réglables, caractérisé en ce qu'il comporte :
un condensateur;
des moyens pour charger électriquement ledit condensateur de manière à stocker l'énergie nécessaire à l'alimentation électrique de secours;
des moyens de commutation permettant de relier chacune des bornes du condensateur au circuit électrique à alimenter;
un pont diviseur de tension relié aux bornes dudit condensateur à travers lesdits moyens de commutation de ' manière à engendrer une tension de référence;
un circuit suiveur de tension relié aux bornes dudit condensateur, ledit circuit suiveur comportant au moins un transistor NPN en série avec un transistor PNP, transistors dont les émetteurs sont reliés à la masse et dont les bases sont reliées audit pont diviseur de tension.
9. Dispositif d'alimentation électrique selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit circuit suiveur comporte deux circuits de type Darlington.
10. Dispositif d'alimentation électrique selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que ledit pont diviseur de tension comporte des résistances en série avec des diodes.
11. Dispositif de transmission de données comportant des moyens pour signaler des pannes d'alimentation électrique, ledit dispositif étant du genre comportant un générateur de signaux d'alarme alimenté par un dispositif d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 10.
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