FR2969865A1 - Dispositif d'alimentation electrique d'une charge a consommation variable - Google Patents

Dispositif d'alimentation electrique d'une charge a consommation variable Download PDF

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Abstract

Un dispositif d'alimentation électrique d'une charge à consommation variable, notamment d'une carte électronique apte à passer en mode de veille, comporte deux interrupteurs électroniques (Q1, Q3) pilotables par une charge (C) en fonction de la consommation demandée.

Description

L'invention est relative à un dispositif d'alimentation électrique d'une charge à consommation variable, notamment d'une carte électronique apte à passer en mode de veille.
L'invention est particulièrement utile pour alimenter des cartes électroniques faisant partie d'appareils électroménagers disposant d'un mode de veille, par exemple des appareils de chauffage, des cafetières, des grille-pain, des lave-vaisselle, des lave-linge ou tout autre type d'appareil à consommation variable, pouvant aller de quelques watts à plusieurs kilowatts.
Un besoin est apparu récemment de diminuer les consommations d'énergie en mode de veille, en particulier de diminuer les consommations d'énergie en mode de veille sous un seuil de 0,5 watt. À cet effet, on peut utiliser des interrupteurs marche/arrêt de type connu. Cependant, les interrupteurs marche/arrêt de type connu nécessitent toujours 15 une intervention humaine et sont d'un coût relativement important, en raison de la nécessité de couper la puissance totale de l'appareil électroménager alimenté. On a également imaginé d'utiliser des circuits intégrés pouvant être utilisés pour des alimentations à découpage à fréquences supérieures à 100 kilohertz. Ces découpages à des fréquences supérieures à 100 kilohertz nécessitent 20 l'utilisation de filtres importants et de coût élevé. Un premier but de l'invention est de perfectionner l'état de la technique connue, en proposant un nouveau dispositif d'alimentation électrique présentant une consommation négligeable en mode de veille. Un deuxième but de l'invention est de proposer un nouveau dispositif 25 d'alimentation électrique de fabrication simple et économique, et de mise en oeuvre rapide. L'invention a pour objet un dispositif d'alimentation électrique d'une charge à consommation variable, notamment d'une carte électronique apte à passer en mode de veille, caractérisé par le fait que le dispositif comporte deux interrupteurs 30 électroniques pilotables par la charge en fonction de la consommation demandée.
Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - Le dispositif comporte une réserve intermédiaire d'énergie assurant le pilotage d'un des deux interrupteurs électroniques. Le premier ou le deuxième interrupteur électronique pilotable est choisi de 5 préférence dans le groupe des composants comportant : un transistor MOS haute tension, un triac, un thyristor, ou un transistor bipolaire. - Le dispositif peut avantageusement comporter un bloc de régulation de tension pour alimenter la charge à consommation variable sous une tension continue prédéterminée d'alimentation régulière. 10 - Le dispositif comporte un moyen de limitation de tension de pilotage d'un interrupteur électronique pilotable. - Le moyen de régulation de tension peut avantageusement être une diode Zener. - Le moyen de limitation de tension peut alternativement être constitué par un 15 régulateur de tension. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement un diagramme explicatif d'un dispositif d'alimentation électrique selon l'invention. 20 La figure 2 représente schématiquement un diagramme d'un mode préféré de réalisation d'un dispositif d'alimentation électrique selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, les éléments identiques ou fonctionnellement équivalents sont repérés par des chiffres de référence identiques. Sur la figure 1, un dispositif d'alimentation électrique selon l'invention est 25 alimenté par l'alimentation (A) du secteur sous une tension alternative de plusieurs centaines de volts et à une fréquence comprise entre 10 et 400 hertz. Le dispositif représenté schématiquement par un cadre en traits pointillés comporte un premier interrupteur électronique pilotable (Q1) et un deuxième interrupteur électronique pilotable (Q3).
Le premier interrupteur électronique pilotable (Q1) ou le deuxième interrupteur électronique pilotable (Q3) est avantageusement choisi dans un groupe de composants comportant un transistor MOS haute tension, un triac, un thyristor, un transistor bipolaire ou un composant équivalent.
Le dispositif comporte une réserve d'énergie (Cl), dans l'exemple choisi un condensateur apte à être chargé par l'alimentation (A) du secteur. Le condensateur ou réserve d'énergie (Cl) permet de piloter l'interrupteur électronique pilotable (Q3) qui commande à l'état ouvert l'interrupteur électronique pilotable (Q1).
Le pilotage de l'interrupteur électronique pilotable (Q1) à l'état ouvert permet d'interrompre l'alimentation d'une charge à consommation variable (C), par exemple d'une carte électronique à puissance variable apte à passer notamment en mode de veille. Le dispositif comporte avantageusement un moyen (Al) de régulation de tension destiné à alimenter la charge (C) à consommation variable sous une tension continue prédéterminée d'alimentation régulée, par exemple sous une tension continue de 5 volts. Le dispositif peut avantageusement comporter un moyen (D4) de limitation de tension de pilotage de l'interrupteur électronique (Q3).
Un élément redresseur tel qu'une diode (D2) est prévu à l'entrée du dispositif selon l'invention pour admettre uniquement des alternances de même signe de la tension de l'alimentation (A), par exemple les alternances négatives de la tension alternative de l'alimentation (A). Le fonctionnement du dispositif est le suivant : les alternances négatives de la tension alternative de l'alimentation (A) du secteur chargent à travers la résistance (Rl) l'interrupteur électronique pilotable (Q1) pour le rendre passant. L'énergie traversant l'interrupteur électronique pilotable (Ql) vient charger la réserve d'énergie (Cl) qui établit en retour à travers le moyen (D4) de limitation de tension une tension de commande de l'interrupteur électronique pilotable (Q3) qui agit alors sur l'interrupteur électronique pilotable (Q1) pour le commander à l'état ouvert.
La commande à l'état ouvert de l'interrupteur électronique pilotable (Q1) interrompt la fourniture d'énergie à la réserve (Cl) destinée à alimenter la charge (C) à consommation variable. L'alimentation par la réserve d'énergie (Cl) de la charge (C) à consommation 5 variable est avantageusement régulée par un bloc (Al) de régulation de tension. Sur la figure 2, un mode préféré de réalisation de dispositif d'alimentation électrique selon l'invention est représenté. Le dispositif d'alimentation électrique de la figure 2 comporte les éléments Q1, Q3, R1, D2, D4, Cl, Al et C décrits en référence à la figure 1. 10 L'interrupteur électronique pilotable (Q1) est représenté sous forme d'un transistor MOS haute tension, tandis que l'interrupteur électronique pilotable (Q3) est un transistor bipolaire. Le moyen (D4) de régulation ou limitation de tension est une diode Zener, mais peut également être constitué par un régulateur de tension équivalent. 15 Le bloc (Al) de régulation de tension comporte de manière connue, un transistor bipolaire (Q2), une résistance de polarisation (R2) et une diode Zener (D5). Le transistor MOS haute tension constituant le premier interrupteur électronique bipolaire (Q1) est relié à la résistance (Rl) de commande à l'état passant et à une résistance (R) de drainage. 20 Une diode Zener (D3) de protection est montée en amont des interrupteurs électroniques pilotables (Q1 et Q3). Un circuit constitué par la résistance (R4) et la capacité (C2) assure la stabilisation et le fonctionnement anti-oscillation du dispositif. Un élément de protection constitué par la diode (D7) est avantageusement 25 monté en amont de la diode Zener (D4). Le fonctionnement de ce mode préféré de réalisation est identique au fonctionnement décrit en référence à la figure 1. Des essais ont montré que le dispositif d'alimentation électrique selon l'invention assure le découpage des alternances négatives de la tension alternative d'alimentation (A) du secteur, en découpant la fréquence de l'alimentation (A) du secteur selon le besoin d'énergie appelé par la charge (C) à consommation variable. Le dispositif d'alimentation électrique selon l'invention permet d'alimenter une charge (C) pour fonctionner en continu selon divers modes de chauffage, de régulation, de veille, de consommation économique présentant des consommations d'énergie très différentes correspondant à des plages de puissance variant de quelques milliwatts à plusieurs watts pour la carte électronique. Cette carte électronique peut commander des charges de puissances allant du watt à plusieurs kilowatts.
La limite d'utilisation du dispositif d'alimentation électrique selon l'invention correspond à une limite imposée par l'échauffement supportable par la résistance (R) de drainage connectée à l'interrupteur électronique pilotable (Q1) constitué par un transistor MOS haute tension. L'invention décrite en référence à des modes de réalisation particuliers ne leur est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention selon les revendications annexées.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1) Dispositif d'alimentation électrique d'une charge à consommation variable, notamment d'une carte électronique apte à passer en mode de veille, caractérisé par le fait que le dispositif comporte deux interrupteurs électroniques (Q1, Q3) pilotables par la charge (C) en fonction de la consommation demandée.
  2. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif comporte une réserve (Cl) intermédiaire d'énergie assurant le pilotage des deux interrupteurs électroniques pilotables (Q1, Q3).
  3. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que le premier interrupteur électronique pilotable (Q 1) ou le deuxième interrupteur électronique pilotable (Q3) est choisi dans le groupe de composants comportant : un transistor MOS haute tension, un triac, un thyristor, ou un transistor bipolaire.
  4. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif comporte un bloc (Q2, R2, D5) de régulation de tension pour alimenter la charge à consommation variable sous une tension continue prédéterminée d'alimentation régulée.
  5. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif comporte un moyen (D4) de limitation de tension de pilotage d'un interrupteur électronique pilotable (Q3).
  6. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le moyen (D4) de limitation de tension est une diode Zener.
  7. 7) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le moyen (D4) de limitation de tension est constitué par un régulateur de tension. 625
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