FR2739231A1 - Power supply circuit for appliance such as facsimile machine having variable power requirements - Google Patents
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Abstract
Description
Source d'alimentation électrique pour appareil à consommation
électrique variable.Power source for consumer device
variable electric.
La présente invention concerne une source d'alimentation électrique pour appareil à consommation électrique variable.The present invention relates to an electrical power source for a device with variable electrical consumption.
Les appareils électriques, et en particulier électroniques, comportent une source d'alimentation reliée en général au secteur et dont la mise sous tension active les circuits électroniques de l'appareil. Cette activation peut cependant n'être que partielle.Electrical devices, and in particular electronic devices, include a power source generally connected to the mains and whose energization activates the electronic circuits of the device. This activation may however only be partial.
En effet, si l'on considère par exemple un appareil de bureau, tel qu'un télécopieur, il n'a, une grande partie du temps, qu'à assurer une fonction de veille, afin de pouvoir à tout instant détecter l'arrivée d'un message de télécopie. Ce n'est en fait qu'au moment de l'activation de l'ensemble d'impression que l'alimentation devra fournir une puissance maximale.Indeed, if we consider for example a desktop device, such as a fax machine, it only has, for a large part of the time, to provide a standby function, in order to be able to detect the arrival of a fax message. It is in fact only when the printing assembly is activated that the power supply must provide maximum power.
Pour poursuivre avec cet exemple de télécopieur, I'alimentation est dimensionnée pour le niveau de puissance maximale et comporte, de ce fait, des circuits de régulation qui présentent eux-mêmes, pour fonctionner, une consommation relativement élevée et sensiblement indépendante de la puissance qu'ils régulent. De ce fait, lorsque l'alimentation fonctionne à pleine puissance, la consommation de ces circuits ne représente qu'un pourcentage de perte acceptable. Par contre, en fonctionnement quasiment à vide, les circuits de régulation prélèvent une consommation quasi inchangée et le rendement de l'alimentation descend à un niveau inacceptable. Comme cette situation est celle qui prévaut la plus grande partie du temps, la perte d'énergie est considérable.To continue with this example of a facsimile machine, the power supply is sized for the maximum power level and therefore includes regulation circuits which themselves have, for operation, a relatively high consumption and substantially independent of the power which 'they regulate. Therefore, when the power supply operates at full power, the consumption of these circuits represents only an acceptable percentage of loss. On the other hand, in almost empty operation, the regulation circuits take almost unchanged consumption and the efficiency of the power supply drops to an unacceptable level. Since this is the situation that prevails most of the time, the energy loss is considerable.
La demanderesse a cherché à réduire cette perte d'énergie.The Applicant has sought to reduce this loss of energy.
A cet effet, l'invention concerne une source d'alimentation électrique, agencée pour alimenter un appareil à consommation électrique variable, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens d'inhibition de l'alimentation agencés pour être commandés par des moyens de veille et de réveil de l'appareil, alimentés séparément de celui-ci.To this end, the invention relates to a source of electrical power, arranged to power an appliance with variable electrical consumption, characterized in that it comprises means for inhibiting the power arranged to be controlled by means of device standby and wake-up times, powered separately from it.
Ainsi, l'état "à vide" de l'alimentation, qui entraînait des pertes cumulées considérables au fil de temps, est remplacé par un état d'inhibition, à consommation quasi-nulle, qui peut cependant être suivi automatiquement d'un passage à l'état de fonctionnement à pleine puissance.Thus, the "empty" state of the supply, which caused considerable cumulative losses over time, is replaced by a state of inhibition, with almost zero consumption, which can however be automatically followed by a passage in the operating state at full power.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de la source d'alimentation électrique de l'invention, en référence au dessin, annexé, sur lequel - la figure 1 est un schéma par blocs de la source d'alimentation de l'invention; - la figure 2 représente un comparateur double à seuils de tension, et - la figure 3 représente un circuit de commande de la source.The invention will be better understood using the following description of a preferred embodiment of the electrical power source of the invention, with reference to the appended drawing, in which - Figure 1 is a diagram by power supply blocks of the invention; - Figure 2 shows a double comparator with voltage thresholds, and - Figure 3 shows a source control circuit.
La source d'alimentation 1 de la figure 1 comporte, en tête, un pont redresseur 2 et un circuit à découpage 3 commandant un interrupteur 4 en série sur le primaire d'un transformateur d'isolement 5.The power source 1 of FIG. 1 comprises, at the head, a rectifier bridge 2 and a switching circuit 3 controlling a switch 4 in series on the primary of an isolation transformer 5.
L'interrupteur 4 est aussi commandé par un circuit 6 de régulation de la tension de sortie, relié au secondaire du transformateur 5, et par un circuit logique OU 8 lui-même commandé par un circuit 7 de détection de température excessive, chauffé par le courant fourni par le secondaire du transformateur 5 sous la tension Vcc. Une liaison 9 permet aussi de commander la porte OU 8. La liaison voisine en pointillés schématise d'autres liaisons semblables à la liaison 9.The switch 4 is also controlled by a circuit 6 for regulating the output voltage, connected to the secondary of the transformer 5, and by an OR logic circuit 8 itself controlled by a circuit 7 for detecting excessive temperature, heated by the current supplied by the secondary of transformer 5 at voltage Vcc. A link 9 also makes it possible to control the OR gate 8. The neighboring link in dotted lines diagrammatically shows other links similar to link 9.
Une pluralité d'interrupteur commandés 11, chacun relié par une extrémité au secondaire du transformateur 5 à travers le circuit 7, fournit ici autant de sorties individuelles (Vccl, Vcc2...) pour divers appareils à consommation variable, comme l'appareil 30, ici un télécopieur.A plurality of controlled switches 11, each connected by one end to the secondary of the transformer 5 through the circuit 7, here provides as many individual outputs (Vccl, Vcc2 ...) for various devices with variable consumption, such as the device 30 , here a fax machine.
La liaison 9 commande aussi l'interrupteur 1 1 correspondant au télécopieur 30.The link 9 also controls the switch 1 1 corresponding to the facsimile machine 30.
Une source auxiliaire, ici une batterie rechargeable 21, alimente sous une tension Vb un circuit 3 1 de veille et de réveil du télécopieur 30 commandant la liaison 9. La batterie 21 est alimentée par un chargeur 20 connecté en sortie de l'un des interrupteurs 11. Un circuits 22 de références de tension, alimenté par la batterie 21, fournit une tension de seuil haut et une tension de seuil bas à un double comparateur 23, aussi alimenté par la batterie 21, recevant en entrée la tension Vb de la batterie 21 et commandant la porte OU 8 et l'interrupteur 1 1 correspondant par une liaison 10.Ce n'est en fait qu'une fraction de la tension batterie Vb qui est appliquée sur les deux entrées de comparaison, afin que le comparateur 23 fonctionne dans des conditions optimales, avec une tension d'alimentation (Vb) supérieure aux signaux qu'il traite.An auxiliary source, here a rechargeable battery 21, supplies a voltage Vb to a circuit 3 1 for awakening and awakening of the facsimile machine 30 controlling the link 9. The battery 21 is supplied by a charger 20 connected at the output of one of the switches 11. A voltage reference circuit 22, supplied by the battery 21, supplies a high threshold voltage and a low threshold voltage to a double comparator 23, also supplied by the battery 21, receiving as input the voltage Vb of the battery 21 and controlling the OR gate 8 and the corresponding switch 1 1 by a link 10. This is in fact only a fraction of the battery voltage Vb which is applied to the two comparison inputs, so that the comparator 23 operates under optimal conditions, with a supply voltage (Vb) greater than the signals it processes.
La figure 2 représente les circuits 22 et 23. Le circuit 22 comporte un pont diviseur résistif 24, fournissant la fraction de la tension batterie
Vb à deux entrées de signes opposés de deux comparateurs respectifs 27, 28 du circuit 23, et deux ponts résistance - zener 25 et 26, à valeurs de tension zener différentes, fournissant les deux seuils de tension aux deux autres entrées respectives des comparateurs 27, 28.FIG. 2 represents circuits 22 and 23. Circuit 22 includes a resistive divider bridge 24, providing the fraction of the battery voltage
Vb with two inputs of opposite signs from two respective comparators 27, 28 of the circuit 23, and two resistance bridges - zener 25 and 26, with different zener voltage values, supplying the two voltage thresholds to the two other respective inputs of the comparators 27, 28.
Un circuit à hystérésis, constitue ici d'une bascule RS, est commandé par les deux comparateurs 27 et 28.A hysteresis circuit, here consisting of an RS flip-flop, is controlled by the two comparators 27 and 28.
La figure 3 représente plus en détail les circuits commandant l'interrupteur 4.FIG. 3 shows in more detail the circuits controlling the switch 4.
La porte OU 8, ici en logique positive, est constituée de trois diodes 81-83, ou plus, pour transmettre des commandes de niveau haut. Les anodes des diodes 81-83 sont respectivement reliées au circuit 7 et aux liaisons 9 et 10. Leur cathode est reliée à l'anode d'une diode électroluminescente d'un photo-coupleur 84 commandant le circuit à découpage 3 commandant l'interrupteur 4, ici un transistor MOS.The OR gate 8, here in positive logic, consists of three diodes 81-83, or more, for transmitting high level commands. The anodes of diodes 81-83 are respectively connected to circuit 7 and to connections 9 and 10. Their cathode is connected to the anode of a light-emitting diode of a photo-coupler 84 controlling the switching circuit 3 controlling the switch 4, here a MOS transistor.
Le fonctionnement de la source d'alimentation 1 va maintenant être expliqué.The operation of the power source 1 will now be explained.
Le télécopieur 30, et les autres appareils éventuels, étant au repos, seul le circuit 31, et ses homologues éventuels, présente une consommation, de faible importance, fournie par la batterie 21. La liaison 9 est au niveau bas, ainsi que les autres entrées du circuit OU 8, si bien que le photo-coupleur 84 est inactif et bloque le circuit à découpage 3 dans un état bloquant l'interrupteur 4, c'est-à-dire le maintenant à l'état ouvert. La source d'alimentation 1 est ainsi inhibée.The fax machine 30, and the other possible devices, being at rest, only the circuit 31, and its possible counterparts, has a consumption, of low importance, provided by the battery 21. The link 9 is at low level, as well as the others inputs of the OR circuit 8, so that the photo-coupler 84 is inactive and blocks the switching circuit 3 in a state blocking the switch 4, that is to say maintaining it in the open state. The power source 1 is thus inhibited.
En cas de réception d'une télécopie, le circuit 31, ici relié à la ligne téléphonique du télécopieur, (mais il pourrait être relié à un bouton du télécopieur) détecte cet événement et réveille la source 1 pour ainsi réveiller le télécopieur 30. Pour ce faire, le circuit 3 1 émet une demande d'activation de la source 1 par mise à l'état haut de la liaison 9, ce qui débloque l'interrupteur 4 sous la commande du circuit à découpage 3 activé par le photo-coupleur 84.In the event of reception of a fax, the circuit 31, here connected to the telephone line of the fax machine, (but it could be connected to a button of the fax machine) detects this event and wakes up the source 1 thus to wake up the fax machine 30. For to do this, the circuit 3 1 sends a request to activate the source 1 by setting the link 9 high, which unlocks the switch 4 under the control of the switching circuit 3 activated by the photo-coupler 84.
Le circuit à découpage 3 commande alors, de façon classique, le déblocage cyclique de l'interrupteur 4 avec une modulation de largeur réglant le temps de conduction sous la commande du circuit de régulation 6. De façon connue, le circuit de protection thermique 7 peut prioritairement bloquer l'interrupteur 4. On comprendra qu'en fait la triple commande de l'interrupteur 4 est gérée par le circuit 3, qui commande la grille du MOS 4. Le télécopieur 30 dispose alors de toute la puissance électrique nécessaire à travers son interrupteur 11, fermé sous la commande du circuit 3 1 à travers la liaison 9.The switching circuit 3 then conventionally controls the cyclic release of the switch 4 with a width modulation regulating the conduction time under the control of the regulation circuit 6. In known manner, the thermal protection circuit 7 can firstly block the switch 4. It will be understood that in fact the triple control of the switch 4 is managed by the circuit 3, which controls the gate of the MOS 4. The facsimile machine 30 then has all the electrical power necessary through its switch 11, closed under the control of circuit 3 1 through connection 9.
Le retour au repos de la source 1 suit le même processus. The return to rest of source 1 follows the same process.
Indépendamment de l'état actif ou inactif de la source 1, le circuit 23 peut commander l'activation, ou le maintien à l'état actif, de celle-ci pour recharger la batterie 21, à travers son interrupteur 11, qu'il ferme. Le circuit 23 fonctionne avec hystérésis, c'est-à-dire que le franchissement à la baisse, par la fraction de la tension batterie, du seuil bas fait passer au niveau bas, actif, la sortie du comparateur 27, tandis que le franchissement à la hausse du seuil haut fait passer au niveau actif bas la sortie du comparateur 28. Entre les deux valeurs de seuil, la bascule RS n'est pas commandée et conserve donc son dernier état.Regardless of the active or inactive state of the source 1, the circuit 23 can command the activation, or the maintenance in the active state, of the latter to recharge the battery 21, through its switch 11, which it closed. Circuit 23 operates with hysteresis, that is to say that the crossing of the low threshold by the fraction of the battery voltage lowers the output of comparator 27 to a low, active level, while the crossing when the high threshold rises, the comparator 28 output goes to the active low level. Between the two threshold values, the RS flip-flop is not controlled and therefore retains its last state.
Ainsi, la source 1 reste activée tant que la batterie 21 n'a pas été pleinement rechargée. On notera qu'une temporisation de durée adéquate de la commande issue du seul comparateur 27 de seuil bas aurait un effet assez semblable.Thus, the source 1 remains activated until the battery 21 has not been fully recharged. It will be noted that a delay of adequate duration of the command originating from the single comparator 27 of low threshold would have a fairly similar effect.
Dans le cas d'une source d'alimentation électrique dite à découpage secondaire, le transformateur 5 de la figure 1 serait alors placé, en entrée de la source 1, en amont des circuits 2 et 3, et alimenté par le secteur. Le secondaire (basse tension) de ce transformateur, toujours alimenté, pourrait alors fournir, directement, à travers une source auxiliaire constituée par un circuit de redressement et de lissage de la tension, l'alimentation des circuits de veille et de réveil comme le circuit 31, à partir de la source primaire que constitue le secteur.In the case of a so-called secondary switching power supply, the transformer 5 of FIG. 1 would then be placed, at the input of the source 1, upstream of the circuits 2 and 3, and supplied by the sector. The secondary (low voltage) of this transformer, always supplied, could then supply, directly through an auxiliary source constituted by a rectification and smoothing circuit of the voltage, the power supply for the standby and wake-up circuits as the circuit 31, from the primary source that constitutes the sector.
Un tel circuit de redressement-lissage est constitué essentiellement d'une diode, ou d'un pont de diodes, de redressement et d'un circuit de régulation.Such a rectification-smoothing circuit consists essentially of a diode, or of a diode bridge, of rectification and of a regulation circuit.
La tension de la source auxiliaire permet d'alimenter par exemple le transistor d'un photo-détecteur détectant la tension d'appel en ligne, afin de réveiller les circuits d'un poste téléphonique à alimentation locale, ou détectant l'enfoncement d'un bouton d'activation du télécopieur 30. The voltage of the auxiliary source makes it possible to supply, for example, the transistor of a photo-detector detecting the line call voltage, in order to wake up the circuits of a telephone set with local supply, or detecting the depression of a fax activation button 30.
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| FR2739231A1 true FR2739231A1 (en) | 1997-03-28 |
| FR2739231B1 FR2739231B1 (en) | 2004-08-20 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0622883A2 (en) * | 1993-04-27 | 1994-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Communication apparatus and power supply device therefor |
| WO1995010875A1 (en) * | 1993-10-12 | 1995-04-20 | Fischer, Helmut | Power supply for standby circuits of electrical devices |
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1995
- 1995-09-22 FR FR9511150A patent/FR2739231B1/en not_active Expired - Fee Related
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