FR3056709A1 - Pulseur d'air pour vehicule automobile alimente par deux reseaux d'alimentation electriques - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un pulseur d'air (1) pour véhicule automobile adapté pour être alimenté par une première tension (U1) et par une deuxième tension (U2), selon lequel le pulseur d'air (1) comprend : - une première interface de connexion (I48) avec un réseau d'alimentation électrique (G48) adapté pour fournir la deuxième tension (U2) ; - une deuxième interface de connexion (ILW) avec un bus de communication (BLW) ; - un module fonctionnel (11) relié à la première interface de connexion (I48) ; - un interrupteur principal (Q2) relié au module fonctionnel (11) adapté pour faire transiter des signaux (DAT) sur le bus de communication (BLW); - un premier module de protection (10) adapté pour isoler le bus de communication (BLW) du réseau d'alimentation électrique (G48) lorsqu'il existe une surtension (USS) entre le module fonctionnel (11) et la deuxième interface de connexion (ILW).

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un pulseur d’air pour véhicule automobile adapté pour être alimenté par une première tension et par une deuxième tension.
Elle trouve une application particulière, mais non limitative dans les véhicules automobiles.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Dans le domaine des pulseurs d’air pour véhicule automobile, il est connu d’alimenter un pulseur d’air par deux tensions, l’une étant une forte tension adaptée pour des charges motrices du pulseur d’air et l’autre étant une tension plus faible adaptée pour des éléments de pilotage du courant dans les charges motrices. Les charges motrices et les éléments de pilotage font partie d’un même module fonctionnel. A cet effet, le pulseur d’air comprend un bus de communication sur lequel des consignes de débit d’air peuvent lui être envoyées et une interface de connexion avec un réseau d’alimentation électrique, dit réseau d’alimentation électrique forte puissance, qui fournit la forte tension. Le bus de communication est alimenté par le même réseau d’alimentation que les éléments de pilotage.
Un inconvénient de cet état de la technique est que si un problème, tel qu’un court-circuit dans un exemple non limitatif, survient dans le module fonctionnel comprenant lesdits éléments de pilotage, il y a un risque que la forte tension fournie par le réseau d’alimentation électrique forte puissance ne se retrouve sur le bus de communication, créant ainsi une tension dangereuse, dite surtension, qui risque de l'endommager.
Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l’inconvénient précédemment mentionné.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTION
A cette fin, l’invention propose un pulseur d’air pour véhicule automobile adapté pour être alimenté par une première tension et par une deuxième tension, selon lequel le pulseur d’air comprend :
- une première interface de connexion avec un réseau d’alimentation électrique adapté pour fournir la deuxième tension ;
- une deuxième interface de connexion avec un bus de communication ;
- un module fonctionnel relié à la première interface de connexion ;
- un interrupteur principal relié au module fonctionnel adapté pour faire transiter des signaux sur le bus de communication ;
- un premier module de protection adapté pour isoler le bus de communication du réseau d’alimentation électrique lorsqu’il existe une surtension entre le module fonctionnel et la deuxième interface de connexion.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, le premier module de protection va détecter une surtension entre le module fonctionnel et la deuxième interface de connexion, et va désactiver l’interrupteur principal de sorte qu’il soit ouvert suite à la détection d’une telle surtension. Ceci aura pour conséquence de déconnecter le réseau d’alimentation électrique du bus de communication. Ce dernier ne sera donc pas impacté par ladite surtension et sera par conséquent protégé.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le pulseur d’air peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes :
Selon un mode de réalisation non limitatif, le premier module de protection comprend :
- un module de détection de surtension comprenant :
- une diode de protection ;
- un premier interrupteur de protection adapté pour se fermer lorsque la diode de protection devient passante ;
- un interrupteur secondaire adapté pour s’ouvrir lorsqu’il existe ladite surtension de sorte à ouvrir l’interrupteur principal ;
- un deuxième interrupteur de protection adapté pour s’ouvrir lorsque le premier interrupteur de protection se ferme de sorte à ouvrir l’interrupteur secondaire.
L’ouverture de l’interrupteur secondaire évite d’avoir des courants qui circulent du réseau d’alimentation électrique vers le bus de communication. Cela permet ainsi de protéger le bus de communication contre une surtension.
Selon un mode de réalisation non limitatif, les signaux sont des signaux de logique basse.
Selon un mode de réalisation non limitatif, les signaux de logique basse sont des signaux à 0 Volt.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite surtension est générée par un court-circuit dans le réseau d’alimentation électrique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une diode de protection adaptée pour protéger le bus de communication si la première tension est supérieure à une tension seuil de ladite diode de protection. Cela permet de protéger ledit bus de communication.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une diode anti-retour secondaire adaptée pour empêcher un courant de circuler dans le deuxième interrupteur de protection. Cela protège ledit deuxième interrupteur de protection.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une résistance de rappel principale adaptée pour garantir l’ouverture de l’interrupteur principal lorsqu’il existe ladite surtension.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une résistance de rappel secondaire adaptée pour garantir l’ouverture de l’interrupteur secondaire lorsqu’il existe ladite surtension.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une résistance de base adaptée pour garantir la fermeture de l’interrupteur secondaire lorsqu’un courant circule dans ledit interrupteur secondaire.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre un fusible auto-réarmable adapté pour protéger le bus de communication contre un sur-courant. Cela permet de protéger ledit bus de communication.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une diode anti-retour tertiaire adaptée pour garantir que l’interrupteur principal reste ouvert.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend en outre une diode de protection adaptée pour protéger l’interrupteur principal contre une augmentation de ladite première tension. Cela évite qu’il ne soit endommagé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la première tension est inférieure à la deuxième tension.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la première tension est sensiblement égale à 12Volts.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la deuxième tension est sensiblement égale à 48Volts.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la première tension est générée à partir de la deuxième tension. Elle est donc fixe et ne subit pas de variations provenant d’une tension batterie par exemple.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air comprend un régulateur de tension adapté pour générer la première tension à partir de la deuxième tension.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le bus de communication est un bus LIN ou un bus PWM. Un bus LIN permet de n’utiliser qu’un seul fil pour l’envoi et la réception des signaux. Ainsi, on n’utilise qu’un seul fil pour deux fonctions différentes, à savoir une fonction de diagnostic et une fonction de consigne. On peut également utiliser tout autre type de bus de communication permettant d’avoir une communication bidirectionnelle. Un bus PWM permet de recevoir ou envoyer des signaux avec un rapport cyclique contrôlé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le module fonctionnel comprend un module de pilotage adapté pour être alimenté par la première tension et pour recevoir et/ou émettre des signaux via le bus de communication. Le module fonctionnel peut ainsi échanger des informations avec un autre dispositif électronique via son module de pilotage. II peut envoyer ainsi des informations de diagnostic et recevoir des informations de consigne.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le module fonctionnel comprend au moins une charge motrice alimentée par la deuxième tension et au moins un élément de pilotage associé alimenté par la première tension, ledit élément de pilotage étant adapté pour piloter ladite au moins une charge motrice. En particulier, ledit élément de pilotage est adapté pour piloter le courant de ladite charge motrice.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la première interface de connexion est reliée à une masse commune, et le pulseur d’air comprend en outre un deuxième module de protection adapté pour isoler le bus de communication du réseau d’alimentation électrique lors d’une perte de la masse commune.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le deuxième module de protection le deuxième module de protection comprend :
- ledit interrupteur secondaire ;
- ledit deuxième interrupteur de protection ;
- ladite diode anti-retour secondaire.
Ainsi, on utilise une partie des composants du premier module de protection pour protéger le bus de communication contre une perte de masse commune. On réduit ainsi les coûts et la complexité de l’architecture du pulseur d’air 1 pour les protections.
L’invention s’applique également à un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile. Ainsi, selon un mode de réalisation non limitatif, il est également proposé un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile adapté pour être alimenté par une première tension et par une deuxième tension, selon lequel le dispositif de chauffage électrique comprend :
- une première interface de connexion avec un réseau d’alimentation électrique adapté pour fournir la deuxième tension ;
- une deuxième interface de connexion avec un bus de communication ;
- un module fonctionnel relié à la première interface de connexion ;
- un interrupteur principal relié au module fonctionnel adapté pour faire transiter des signaux sur le bus de communication ;
- un premier module de protection adapté pour isoler le bus de communication du réseau d’alimentation électrique lorsqu’il existe une surtension entre le module fonctionnel et la deuxième interface de connexion.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
- la figure 1 représente un schéma selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention d’un pulseur d’air pour véhicule automobile, ledit pulseur d’air étant alimenté par une première et par une deuxième tension et relié à un bus de communication et comprenant un premier module de protection contre les surtensions et un deuxième module de protection contre une perte de masse ;
- la figure 2a représente un schéma du pulseur d’air de la figure 1 avec le détail des composants électroniques du premier module de protection selon un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 2b représente un schéma du pulseur d’air de la figure 1 avec le détail des composants électroniques du deuxième module de protection selon un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 3 représente un schéma du pulseur d’air de la figure 1 lorsqu’il y a un court-circuit dans le réseau d’alimentation électrique selon un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 4 représente un schéma du pulseur d’air de la figure 1 lorsque la masse est perdue selon un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 5 représente un schéma du pulseur d’air de la figure 1 lorsqu’il reçoit des signaux d’un autre dispositif électronique, selon un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 6 représente un schéma du pulseur d’air de la figure 1 lorsqu’il envoie des signaux à un autre dispositif électronique, selon un mode de réalisation non limitatif.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Le pulseur d’air 1 pour véhicule automobile est décrit en référence aux figures 1 à 6 selon un mode de réalisation non limitatif.
Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé.
Dans un mode de réalisation non limitatif, un pulseur d’air 1 est utilisé dans un dispositif de climatisation, de ventilation et/ou de chauffage (non illustré), appelé en anglais HVAC « Heating Ventilation and Air Conditioning », pour véhicule automobile ou pour refroidir le moteur (non illustré) du véhicule automobile.
Le pulseur d’air 1 est alimenté par une première tension U1 et par une deuxième tension U2. La première tension U1 est générée à partir de la deuxième tension U2. Un réseau d’alimentation électrique G48 est adapté pour fournir la deuxième tension U2. Dans la suite de la description, les termes réseau d’alimentation électrique et réseau seront utilisés indifféremment.
Tel qu’illustré sur la figure 1, le pulseur d’air 1 comprend :
- une première interface de connexion I48 avec le réseau d’alimentation électrique G48 ;
- une deuxième interface de connexion ILW avec un bus de communication BLW ;
- un module fonctionnel 11 relié à la première interface de connexion I48 ;
- un interrupteur principal Q2 relié au module fonctionnel 11 et adapté pour faire transiter des signaux DAT sur le bus de communication BLW ;
- un premier module de protection 10 adapté pour isoler le bus de communication BLW du réseau d’alimentation électrique G48 lorsqu’il existe une surtension USS entre le module fonctionnel 11 et la deuxième interface de connexion ILW.
Le pulseur d’air 1 fait partie d’un réseau de communication NLW.
Dans un exemple non limitatif, une surtension USS apparaît entre le module fonctionnel 11 et la deuxième interface de connexion ILW, lorsqu’il existe un court-circuit CC dans le module fonctionnel 11.
Un tel court-circuit CC est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description. Dans la suite de la description, un court-circuit CC dans le module fonctionnel 11 sera également simplement cité comme court-circuit CC. On remarquera que quand un court-circuit CC survient dans le module fonctionnel 11, cela signifie que les éléments du module fonctionnel 11 dont le module de pilotage DLW seront soient défectueux soient détruits.
Comme on va le voir en détail ci-après, lors d’un court-circuit CC sur le module fonctionnel 11 qui engendre une telle surtension USS, l’ensemble des composants du module fonctionnel 11 montent jusqu’au potentiel de la deuxième tension U2 fournie par le réseau d’alimentation électrique G48. Cela entraîne l’apparition de différences de potentiels et par conséquent de courants qui circulent entre ledit module fonctionnel 11 et :
- le premier module de protection 10 ;
- le bus de communication BLW.
Ces courants et tensions risquent d’abîmer en particulier le bus de communication BLW. Le premier module de protection 10 permet de protéger le bus de communication BLW contre lesdits courants et tensions.
En particulier le premier module de protection 10 va permettre d’isoler la deuxième interface de connexion ILW et par conséquent le bus de communication BLW d’une tension dangereuse, à savoir de ladite surtension USS. En effet, cette deuxième interface de connexion ILW qui est dimensionnée pour une faible tension (ici 12V) ne peut supporter une tension trop grande, par exemple supérieure à 40V.
Le premier module de protection 10 comprend :
- un module de détection de surtension 100 comprenant :
- une diode de protection D1 ;
- un premier interrupteur de protection Q1 ;
- un interrupteur secondaire Q6 ;
- un deuxième interrupteur de protection Q4.
Comme décrit en détail par la suite, lorsqu’il existe un court-circuit CC qui entraîne une surtension USS, le premier interrupteur de protection Q1 va se fermer ce qui va entraîner l’ouverture du deuxième interrupteur de protection Q4. L’ouverture du deuxième interrupteur de protection Q4 va entraîner l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6. Enfin, l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6 va entraîner l’ouverture de l’interrupteur principal Q2. L’ouverture de l’interrupteur principal Q2 va permettre d’isoler la deuxième interface de connexion ILW du réseau G48 et par conséquent d’isoler le bus de communication BLW du réseau G48. Le bus de communication BLW est ainsi protégé de ladite surtension USS.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 outre une diode de protection D7.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 outre une résistance de rappel principale R7.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 outre une résistance de rappel secondaire R15.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 outre une diode anti-retour secondaire D11.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 outre une résistance de base R14.
comprend en comprend en comprend en comprend en comprend en
Les différents éléments du pulseur d’air 1 sont décrits plus en détail ci-après.
• Interfaces de connexion.I^Sj.JLW^IGND La première interface de connexion I48 est adaptée pour connecter le pulseur d’air 1 avec le réseau d’alimentation électrique G48. C’est une entrée qui permet de recevoir une tension fournie par le réseau d’alimentation électrique G48.
Le réseau G48 est relié à une batterie (non illustrée) du véhicule automobile qui est un générateur de tension.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la première tension U1 est inférieure à la deuxième tension U2.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la première tension U1 est sensiblement égale à 12V (Volts). C’est une tension de faible puissance.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième tension U2 est sensiblement égale à 48V (Volts). C’est une tension de forte puissance. Le réseau G48 est également appelé réseau forte puissance.
On notera qu’une batterie, reliée au réseau G48, qui fournit de manière usuelle une tension de 48V permet de fournir une tension qui peut monter jusqu’à 58V.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la première tension U1 est générée à partir de la deuxième tension U2. A cet effet, dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre un régulateur de tension. Plus particulièrement, le module fonctionnel 11 comprend ledit régulateur de tension. Dans des variantes non limitatives, le régulateur de tension est un convertisseur DC/DC (illustré sur les figures 2a et 2b) ou un régulateur linéaire, adaptés pour effectuer la conversion de 48V à 12V.
Un convertisseur DC/DC ou un régulateur linéaire étant connus de l’homme du métier, ils ne sont pas décrits ici. Le convertisseur DC/DC ou le régulateur linéaire permettent ainsi de fournir une première tension U1 qui est fixe, à savoir qui ne subit pas de variations dues à des variations d’une tension batterie, puisque ladite première tension U1 est générée en interne.
Dans la suite de la description, on parlera indifféremment de première tension U1 ou tension U1, et de deuxième tension U2 ou tension U2.
Dans la suite de la description, les tensions de 12V pour la tension U1 et de 48V pour la tension U2 seront prises comme exemples non limitatifs.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la première interface de connexion I48 est reliée à une masse GND, appelée également masse commune GND.
Elle est reliée par un câble de masse CX (illustré sur la figure 1 par exemple) à ladite masse commune GND.
La deuxième interface de connexion ILW est adaptée pour connecter le pulseur d’air 1 avec un bus de communication BLW. C’est une entrée.
Les interfaces de connexion I48, ILW comprennent ainsi des connexions électriques adaptées pour effectuer les connexions respectivement avec le réseau d’alimentation électrique G48 et le bus de communication BLW.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif, le bus de communication BLW est un bus de communication LIN (« Local Internetconnect Network »). Le pulseur d’air 1 fait ainsi partie d’un réseau de communication NLW dit LIN. Un bus de communication LIN est un bus de communication bidirectionnel. Ainsi, un réseau de communication LIN permet de n’utiliser qu’un seul fil pour la communication des signaux.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, le bus de communication BLW est un bus de communication PWM (« Puise Modulation Width »). Le pulseur d’air 1 fait ainsi partie d’un réseau de communication NLW dit PWM. Un bus de communication PWM est un bus unidirectionnel. Ainsi, dans ce cas, le pulseur d’air 1 comprend deux bus de communication PWM unidirectionnels, l’un étant utilisé pour la réception de signaux, et l’autre étant utilisé pour l’envoi de signaux.
Le bus de communication BLW permet de véhiculer des signaux DAT du pulseur d’air 1 vers un dispositif électronique externe 2 (décrit plus loin) et/ou du dispositif électronique externe 2 vers le pulseur d’air 1. On notera qu’il existe une ligne de communication LLW interne au pulseur d’air 1 (illustrée sur la figure 1 par exemple) entre le module fonctionnel 11 et la deuxième interface de connexion ILW sur laquelle transitent lesdits signaux du module fonctionnel 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, cette ligne de communication est une piste électronique.
Tel qu’illustré sur la figure 1 également, dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une interface de masse IGND. L’interface de masse IGND est une sortie. On notera que dans un exemple non limitatif, le câble de masse CX relie l’interface de masse IGND au châssis du véhicule automobile qui forme un plan de masse.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le premier module de protection 10, le module fonctionnel 11 et l’interrupteur principal Q2 font partie d’une même carte à circuit imprimé, appelée carte PCBA (en anglais « Printed Circuit Board Assembly »). Cette carte à circuit imprimé PCBA est ainsi reliée au plan de masse formé par le châssis du véhicule automobile.
Tel qu’illustré sur la figure 1, dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième interface de connexion ILW fait partie d’un connecteur BNLW.
Tel qu’illustré sur la figure 1, dans un mode de réalisation non limitatif, la première interface de connexion I48 et l’interface de masse IGND font partie d’un même connecteur BN48. Cela permet de ne pas multiplier les connecteurs.
• .L0.t®Çrup.teur.prinçipal.Q2
L’interrupteur principal Q2 est adapté pour faire transiter des signaux DAT sur le bus de communication BLW.
A cet effet, il est connecté au bus de communication BLW via la deuxième interface de connexion ILW. Il est disposé entre le bus de communication BLW et le module fonctionnel 11, en particulier son module de pilotage DLW (décrit plus loin).
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’interrupteur principal Q2 est un transistor MOSFET. Dans une variante de réalisation non limitative, c’est un transistor à canal N. Dans ce cas, la grille G du transistor reçoit la première tension U1, à savoir la tension de 12V dans l’exemple non limitatif pris, la source S est connectée au bus de communication BLW via la deuxième interface de connexion ILW, et le drain D est connecté au module de pilotage DLW.
L’interrupteur principal Q2 comporte une tension seuil Vgsth.
L’interrupteur principal Q2 est fermé lorsque sa tension Vgs est égale à la tension U1 fournie par le premier réseau G12, à savoir ici 12V. Lorsque les signaux DAT qui circulent sur le bus de communication BLW sont à 0V dans un mode de réalisation non limitatif, le drain D et la source S sont au potentiel 0V. La grille G étant alimentée par la tension U1 de 12V, la tension Vgs est donc bien à 12V. Vgs étant supérieure à une tension seuil Vgsth, l’interrupteur principal Q2 se ferme bien. Dans un exemple non limitatif, Vgsth = 2V.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’interrupteur principal Q2 comprend une tension de claquage supérieure à 48Volts. Dans une variante de réalisation non limitative, la tension de claquage est sensiblement égale à 100Volts. L’interrupteur principal Q2 supporte ainsi la tension U2, ici 48V, qu’elle reçoit (notamment entre la source S et le drain D dans le mode de réalisation non limitatif des MOSFETS) lors d’une surtension USS ou lorsque la masse commune GND est perdue.
L’interrupteur principal Q2 est ouvert lorsque la tension Vgs est inférieure à la tension Vgsth, soit lorsque Vgs est sensiblement égale à 0V dans un exemple non limitatif. Comme on va le voir ci-après, l’interrupteur principal Q2 s’ouvre :
- grâce au premier module de protection 10 lorsqu’il existe une surtension USS ; et
- grâce au deuxième module de protection 20 lorsque la masse commune GND est perdue.
Ainsi, comme on va le voir plus loin dans la description, le premier module de protection 10 permet de protéger le bus de communication BLW contre une surtension USS, tandis que le deuxième module de protection 20 permet de protéger le bus de communication BLW contre une perte de masse commune GND.
o D iode de protection.D3
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une diode de protection D3 associée à l’interrupteur principal Q2, illustrée sur la figure 2a ou 2b.
Elle est disposée en parallèle de la résistance de rappel principale R7 (décrite plus loin) et de la diode anti-retour tertiaire D6 (décrite plus loin). Son anode A est reliée à la source S de l’interrupteur principal Q2 et sa cathode K est reliée à la grille de l’interrupteur principal Q2.
Cette diode de protection D3 est adaptée pour protéger l’interrupteur principal Q2 contre une augmentation de la première tension U1, en particulier contre une tension trop élevée entre sa grille G et sa source S.
En effet, si un défaut survient sur le nœud N1, la première tension U1 qu’il fournit peut fortement augmenter et se retrouver sur la tension grille-source Vgs de l’interrupteur principal Q2 de sorte à l’endommager. Dans un exemple non limitatif, un défaut peut survenir dans le cas d’un défaut de l’alternateur ou du démarreur du véhicule automobile.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la diode de protection D3 est une diode Zener. La diode Zener D3 comprend une tension seuil VS3. Si la tension VGs de l’interrupteur principal Q2 devient supérieure ou égale à cette tension VS3, la diode Zener écrête ladite tension VGs de sorte qu’elle soit égale à la tension seuil VS3. Ainsi, dans un exemple non limitatif la tension seuil VS3 est égale à 20V. L’interrupteur principal Q2 est ainsi protégé.
o Fusjbje.autp-réarmable R6
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre un fusible auto-réarmable R6 illustré sur la figure 2a ou 2b.
Ce fusible auto-réarmable R6 est disposé en série avec l’interrupteur principal Q2, en particulier entre ledit interrupteur principal Q2 et le bus de communication BLW.
Il est adapté pour protéger le bus de communication BLW contre un surcourant. Un sur-courant est un courant qui est trop fort et que ledit bus de communication BLW ne peut supporter.
En effet, pendant le régime linéaire de l’interrupteur principal Q2, à savoir pendant la phase de commutation, l’interrupteur principal Q2 se comporte comme une résistance. Or, lorsqu’il existe un court-circuit CC qui engendre une surtension USS, il existe une différence de potentiel entre le drain D (VD=48V) et la source S (Vs=0V lorsque les signaux DAT sont émis) cela génère un courant (non illustré) de l’ordre de quelques ampères. Ce courant, appelé sur-courant, est dangereux car le bus de communication BLW ne supporte pas ce niveau de sur-courant. Cela peut endommager ledit bus de communication BLW ou couper les communications entre le module électronique externe 2 (décrit plus loin) et le module fonctionnel 11 du pulseur d’air 1.
Lorsqu’un sur-courant est généré et traverse le fusible auto-réarmable R6, ce dernier chauffe et s’ouvre, empêchant ainsi ledit courant de traverser le bus de communication BLW.
Lorsque de nouveaux les conditions normales sont atteintes (il n’y a plus de sur-courant), le fusible auto-réarmable R6 se referme.
o Diode anti-retqur.tertiaire D6
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une diode anti-retour tertiaire D6 (illustrée sur la figure 2a ou 2b) adaptée pour garantir que l’interrupteur principal Q2 reste ouvert.
La diode anti-retour tertiaire D6 est disposée en série avec la résistance de rappel principale R7. Son anode A est reliée à la grille G de l’interrupteur principal Q2 et sa cathode K est reliée à la source S de l’interrupteur principal Q2 via la résistance de rappel principale R7.
Lorsque l’interrupteur principal Q2 est ouvert, on a la tension source Vs = 0V ou 12V respectivement si les signaux DAT sont émis ou non. Lorsque Vs = 12V, cette tension de 12V peut se retrouver sur la tension grille VG, à savoir au nœud N4 illustré sur la figure 2a ou 2b.
Si la tension Vs revient à 0V (des signaux DAT sont émis), la tension de la source Vs se retrouve sur la tension grille VG, mais cette dernière ne revient pas de suite à 0V en raison des capacités parasites de l’interrupteur principal Q2. Ainsi, pendant une très courte période on peut avoir VGs supérieure à la tension seuil Vgsth de l’interrupteur principal Q2. Par exemple on a VG =2,5V et Vs=0V. Ceci a pour conséquence de mettre en conduction l’interrupteur principal Q2. Ainsi, l’interrupteur principal Q2 risque de se fermer alors qu’il devrait rester ouvert.
Avec la diode anti-retour tertiaire D6, lorsqu’elle est bloquée, cela empêche la tension source Vs de se retrouver sur la tension grille VG. On garantit ainsi que l’interrupteur principal Q2 reste ouvert. On évite ainsi que l’interrupteur principal Q2 ne se referme lorsqu’il est ouvert.
La diode anti-retour tertiaire D6 est bloquée lorsque la différence de potentiels VAk < VS6, avec VS6 la tension seuil de la diode anti-retour tertiaire D6. Dans un exemple non limitatif VS6 = 0,6V.
On notera que l’interrupteur principal Q2 s’ouvre lorsque l’interrupteur secondaire Q6 s’ouvre. Lorsque l’interrupteur secondaire Q6 s’ouvre, le nœud N5 illustré sur la figure 2a ou 2b est à 0V et lorsque la tension Vs = OV (lorsque les signaux DAT sont émis) de l’interrupteur principal Q2, on a la tension à l’anode A de la diode anti-retour tertiaire D6 VA=0V et la tension à la cathode K de la diode D6 VK=0V (la cathode K étant reliée à la source S). Ceci a pour conséquence que la diode anti-retour tertiaire D6 est bloquée.
• Module fonctionnel
Le module fonctionnel 11 est relié à la première interface de connexion I48 via le connecteur BN48 vu précédemment. Il peut être ainsi alimenté par la deuxième tension U2 fournie par le réseau G48.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le module fonctionnel 1 comprend un régulateur de tension, ici un convertisseur DC/DC, adapté pour convertir la deuxième tension U2 en la première tension U1. Le module fonctionnel 11 est ainsi également alimenté par la première tension U1.
Le module fonctionnel 11 est également relié à la masse commune GND via le connecteur BN48.
Un nœud électrique N1, dit premier nœud, relie le module fonctionnel 11 à la deuxième interface de connexion ILW via l’interrupteur secondaire Q6 et l’interrupteur principal Q2 décrits plus loin.
Le module fonctionnel 11 comprend un module de pilotage DLW décrit plus loin (appelé en anglais « electronic driver »).
Un nœud électrique N2, dit deuxième nœud, relie le module fonctionnel 11, en particulier son module de pilotage DLW, et l’interrupteur principal Q2 via la ligne de communication LLW.
Un nœud électrique N3, dit troisième nœud, relie le module fonctionnel 11 et le premier module de protection 10 au niveau de la masse commune GND. Le troisième nœud N3 est ainsi relié à la masse commune GND via ledit module fonctionnel 11.
Dans la suite de la description, un nœud électrique est également appelé nœud.
Lorsque un court-circuit CC apparaît qui engendre une surtension USS, le module fonctionnel 11 monte jusqu’au potentiel de 48V.
Cela implique une surtension USS au niveau des noeuds électriques N1, N2 et N3 qui peut monter jusqu’à 48V. On notera que la surtension USS peut arriver sur un, deux, ou l’ensemble de ces noeuds N1, N2, N3.
Au niveau du premier nœud N1, une différence de potentiel de 48V12V apparaît (entre le premier nœud N1 et la deuxième interface de connexion ILW) qui entraîne l’apparition du courant il (illustré sur la figure 3) circulant du module fonctionnel 11 vers le bus de communication BLW (via la deuxième interface de connexion ILW) qui risque de l’endommager ainsi que la deuxième interface de connexion ILW. Le premier module de protection 10 (en particulier la diode de protection D7) décrit plus loin empêche un tel courant il de circuler (via l’interrupteur secondaire Q6) et protège ainsi le bus de communication BLW et la deuxième interface de connexion ILW. Ces derniers ne sont ainsi pas endommagés.
Au niveau du deuxième nœud N2, du côté du drain D de l’interrupteur principal Q2 décrit plus loin, une différence de potentiel de 48V-0V ou 48V12V (entre le deuxième nœud N2 et la deuxième interface de connexion ILW) apparaît qui entraîne l’apparition d’un courant i2 (illustré sur la figure 3) circulant du module de pilotage DLW vers le bus de communication BLW (via la deuxième interface de connexion ILW) qui risque de l’endommager ainsi que la deuxième interface de connexion ILW. Le premier module de protection 10 (en particulier la diode de protection D1) décrit plus loin et l’interrupteur principal Q2 empêchent un tel courant i2 de circuler et protège ainsi le bus de communication BLW et la deuxième interface de connexion ILW. Ces derniers ne sont ainsi pas endommagés.
Au niveau du troisième nœud N3, une différence de potentiel de 48V0V entre ce troisième nœud N3 et le bus de communication BLW (tout le module fonctionnel 11 étant monté jusqu’au potentiel de 48V) qui entraîne la création d’un courant i3 (illustré sur la figure 3) entre ledit troisième nœud N3 et ledit bus de communication BLW. Le premier module de protection 10 (en particulier la diode anti-retour secondaire D11) décrit plus loin empêche un tel courant i3 de circuler et protège ainsi le bus de communication BLW et la deuxième interface de connexion ILW. Ces derniers ne sont ainsi pas endommagés.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le module fonctionnel 11 comprend au moins une charge motrice 110 (illustré sur la figure 1 et 3) et au moins un élément de pilotage 111 (illustré sur la figure 1 et 3) associé pour piloter le courant dans ladite au moins une charge motrice 110.
Ladite charge motrice 110 est reliée à la première interface de connexion I48. Ainsi dans l’exemple non limitatif pris, l’élément de pilotage 111 est alimenté par la tension U1 faible puissance de 12V et ladite charge motrice 110 est alimentée par la tension U2 forte puissance de 48V.
Ladite charge motrice 110 permet de faire tourner le moteur du pulseur d’air 1.
On notera qu’un pulseur d’air 1 comprend :
- un moteur électrique adapté pour être alimenté par la charge motrice 110 ;
- une roue de type centrifuge montée sur un axe du moteur électrique ;
- un support moteur comprenant un logement dans lequel le moteur électrique peut se loger.
L’ensemble de ces éléments est configuré pour être monté dans un dispositif de climatisation, de ventilation et/ou de chauffage par l’intermédiaire dudit support moteur.
Dans un mode de réalisation non limitatif, un élément de pilotage 111 est monté sur le support moteur du pulseur d’air 1. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, un élément de pilotage 111 est monté à distance du pulseur d’air 1 sur ou dans le dispositif de climatisation, de ventilation et/ou de chauffage.
De tels pulseurs d’air étant connus de l’homme du métier, ils ne sont pas décrits en détail ici.
Dans un mode de réalisation non limitatif, un élément de pilotage 111 comprend un composant électronique tel qu’un interrupteur, qui est dans un exemple non limitatif, un MOSFET. Il permet de piloter le courant qui alimente ladite charge motrice 110. Le pilotage du courant dans des charges motrices étant connu de l’homme du métier, il n’est pas décrit ici. Classiquement, le pulseur d’air 1 comprend une pluralité d’éléments de pilotage. Un élément de pilotage 111 coopère avec un module de pilotage DLW du module fonctionnel 11 qui lui envoie des signaux DAT. Un module de pilotage DLW peut piloter un ou plusieurs éléments de pilotage 111.
Le module de pilotage DLW est décrit ci-après.
O Module depilotage
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 6 sur lesquelles est illustré schématiquement le module de pilotage DLW, le module de pilotage DLW comprend un interrupteur Q8 en série avec une résistance de tirage R8. Il est connecté à l’interrupteur principal Q2 du pulseur d’air 1.
Le module de pilotage DLW est décrit ci-après en référence aux figures 5 et 6 dans son mode de fonctionnement lorsque :
- il n’existe pas de court-circuit CC et donc lorsqu’il n’existe pas de surtension USS ;
- la masse commune GND n’est pas perdue.
Par souci de simplification, le mode de fonctionnement est décrit avec un bus de communication BLW bidirectionnel.
Le module de pilotage DLW est adapté pour être alimenté par la première tension U1. Il est ainsi relié au régulateur de tension du module fonctionnel 11 et à la masse commune GND via le module fonctionnel 11. Il est relié au régulateur de tension via sa résistance de tirage R8 et à la masse commune GND via son interrupteur Q8.
Le module de pilotage DLW est adapté pour recevoir et/ou émettre des signaux DAT via le bus de communication BLW. Il transmet les signaux reçus DAT à l’élément de pilotage 111 du module fonctionnel 11, ledit élément de pilotage 111 interprétant ces signaux DAT de sorte à piloter les charges motrices 110.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit pulseur d’air 1 est adapté pour fonctionner en mode esclave, il forme un module esclave. Tel qu’illustré sur les figures 5 et 6, le module de pilotage DLW est adapté pour recevoir et émettre des signaux DAT sur le bus de communication BLW de et vers un dispositif électronique externe 2 appelé module maître.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les signaux DAT sont des signaux de logique basse. Dans un exemple non limitatif, les signaux DAT de logique basse sont des signaux à 0V. On notera que dans le cas du protocole LIN, les signaux de logique basse sont des signaux dits dominants.
Lorsque l’interrupteur Q8 est ouvert (figure 5), la résistance de tirage R8 amène le drain D de l’interrupteur principal Q2 du module esclave 1 à 12V. Lorsque l’interrupteur Q8 est fermé (figure 6), l’interrupteur amène le drain D de l’interrupteur principal Q2 du module esclave 1 à la masse commune GND.
Le dispositif électronique externe 2 fonctionne en mode maître et comprend un interrupteur Q9 et une résistance de tirage R9. Le module maître 2 est alimenté par une tension faible puissance.
Le module maître 2 est relié à un réseau d’alimentation électrique faible puissance via sa résistance de tirage R9 et à la masse commune GND via sont interrupteur Q9.
Lorsque l’interrupteur Q9 est ouvert (figure 6), la résistance de tirage R9 amène le bus de communication BLW à 12V ce qui entraîne que la source S de l’interrupteur principal Q2 du module esclave 1 est à 12V. Lorsque l’interrupteur Q9 est fermé (figure 5), l’interrupteur amène le bus de communication BLW à la masse ce qui entraîne que la source S de l’interrupteur Q2 du module esclave 1 est à 0V.
On notera que par défaut (à savoir lorsque le pulseur d’air 1 est alimenté ou non) les interrupteurs Q8 et Q9 sont ouverts. Cela correspond donc à leur état initial. Le protocole LIN et le fonctionnement maître-esclave évite qu’ils ne se ferment en même temps. On notera que pour le protocole PWM qui est unidirectionnel, il n’est pas possible d’avoir de telles collisions.
Un module esclave 1 et le module maître 2 forme un réseau de communication NLW. Dans un mode de réalisation non limitatif, le réseau de communication NLW peut comporter une pluralité de modules esclaves 1. Dans un mode de réalisation non limitatif, les interrupteurs Q8 et Q9 sont des interrupteurs NPN.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le module maître 2 est le contrôle moteur ECU du véhicule automobile ou encore un dispositif électronique relié à la planche de bord du véhicule automobile.
Dans ce cas, les signaux DAT sont dans un exemple non limitatif :
- des consignes de débit d’air envoyées du module maître 2 au pulseur d’air 1 ; et
- des informations de diagnostic envoyées au du module maître 2 par le pulseur d’air 1. Dans des exemples non limitatifs, ces informations indiquent des courts-circuits, des surtensions, des sous-tensions, des sur-températures, des équipements défaillants, la consommation électrique du pulseur d’air 1 etc.
Tel qu’illustré sur les figures 5 et 6, le module maître 2 est alimenté par une tension de 12V dans l’exemple non limitatif pris illustré sur les figures 5 et 6.
La figure 5 illustre l’envoi de signaux DAT du module maître 2 vers le pulseur d’air 1 et la figure 6 illustre l’envoi de signaux DAT du pulseur d’air 1 vers le module maître 2.
Lorsque le module maître 2 communique avec le module esclave 1, il lui envoie des signaux DAT. A cet effet, l’interrupteur Q9 commute de sorte que des signaux 0V (correspondant à un signal logique 0) ou 12V (correspondant à un signal logique 1) sont envoyés sur le bus de communication BLW vers le module esclave 1. Quand l’interrupteur Q9 se ferme, un signal logique 0 est envoyé, quand l’interrupteur Q9 s’ouvre, un signal logique 1 est envoyé. L’interrupteur Q8 lui reste toujours ouvert.
Lorsque le module esclave 1 répond au module maître 2, l’interrupteur Q8 commute de sorte que des signaux 0V (correspondant à un signal logique 0) ou 12V (correspondant à un signal logique 1) sont envoyés sur le bus de communication BLW vers le module maître 2. Quand l’interrupteur Q8 se ferme, un signal logique 0 est envoyé, quand l’interrupteur Q9 s’ouvre, un signal logique 1 est envoyé. L’interrupteur Q9 lui reste toujours ouvert.
Ainsi, tel qu’illustré sur la figure 5, quand le module maître 2 envoie des signaux DAT au pulseur d’air 1, il impose un zéro sur le bus de communication BLW (dans le cas où les signaux DAT sont de logique basse), ce dernier étant alors au potentiel de masse GND. A cet effet, il ferme son interrupteur Q9. Sur la source S, il y a donc 0V et sur la grille 12V (puisque l’interrupteur principal Q2 reçoit sur sa grille G 12V de l’interface de connexion 112). La tension Vgs de l’interrupteur principal Q2 est donc égale à 12V (et donc supérieure à une tension seuil Vgsth) ce qui entraîne que ledit interrupteur principal Q2 est fermé. Les signaux DAT arrivent donc bien à l’entrée du module de pilotage DLW.
Tel qu’illustré sur la figure 6, quand le module esclave, ici le pulseur d’air 1, envoie des signaux DAT au module maître 2, il impose un zéro (dans le cas où les signaux DAT sont de logique basse) sur le drain D de l’interrupteur principal Q2. A cet effet, le module esclave 1 ferme son interrupteur Q8. L’interrupteur Q8 est fermé, le drain D est au potentiel de masse GND, soit à 0V.
On notera que le réseau de communication NLW comporte un module maître 2 et peut comporter une pluralité de modules esclaves 1 dont au moins un module esclave est alimenté par la première tension U1 et par la deuxième tension U2. Les autres modules esclaves 1 peuvent être alimentés de la même manière ou uniquement par la première tension U1.
On notera que le bus de communication BLW permet d’acheminer des signaux DAT du module maître 2 vers l’ensemble des modules esclaves 1. Ainsi, si un court-circuit CC survient qui engendre une surtension USS sur le pulseur d’air 1 décrit ci-dessus qui est un module esclave, il se déconnecte du réseau de communication NLW grâce au premier module de protection 10, mais le module maître 2 et les autres modules esclaves 1 continuent de fonctionner sans être perturbés par le module esclave défaillant (celui qui a subi une surtension). Le réseau de communication NLW est ainsi protégé d’une surtension USS sur un de ses modules esclaves 1.
Ainsi, en protégeant le bus de communication BLW, on protège également les autres modules esclaves 1 qui n’ont pas subi de surtension USS.
Ainsi, le premier module de protection 10 empêche :
- la destruction des autres modules esclaves 1 ; ou
- la perturbation de la communication entre les autres modules esclaves et le module maître 2.
o Diode de .route .libre D2
On notera que tel qu’illustré sur les figures 5 et 6, dans un mode de réalisation non limitatif, l’interrupteur principal Q2 comprend une diode de roue libre D2 (appelée en anglais « body diode »).
La diode de roue libre D2 est adaptée pour garantir la fermeture de l’interrupteur principal Q2.
La diode de roue libre D2 est disposée entre le drain D et la source S de l’interrupteur principal Q2.
Lorsque le drain D est à 0V, la diode de roue libre D2 devient passante.
On rappelle qu’une diode de roue libre est passante lorsque la tension VAk égale à la différence de potentiel entre VA son anode A et Vk sa cathode K est supérieure ou égale à une tension seuil VS2 (donnée par le fabricant). Dans un exemple non limitatif, VS2= 0,6V.
Ainsi, lorsque le drain D est à 0V, la tension Vk est à 0V. Par ailleurs, VA est à 12V puisqu’avant que l’interrupteur Q8 ne se ferme, la source de l’interrupteur principal Q2 était à 12V (grâce à la résistance de tirage R9 vue précédemment). Ainsi, on a VAK qui est égale à 12V, soit supérieure à 0,6V. La diode de roue libre D2 lorsqu’elle est passante impose 0,6V sur la source S de l’interrupteur principal Q2, et fait monter la tension Vgs de 0V (lorsque Q2 est ouvert, Vgs=0V) à 11,4V (12V-0.6V). Cette valeur de tension Vgs est suffisante pour que l’interrupteur principal Q2 se ferme. Lorsqu’il se ferme, il relie sa tension drain D à sa source S de sorte que Vds est sensiblement égal à 0V (à une résistance parasite Rdson près) et la tension Vgs est sensiblement égale à 12V. Ainsi les signaux DAT à 0V arrivent bien à l’entrée du module maître 2.
La diode de roue libre D2 permet ainsi de fermer correctement l’interrupteur principal Q2. Dans le cas contraire, la source S resterait au potentiel de 12V et la grille étant à 12V, on aurait Vgs < Vgsth et ledit interrupteur principal Q2 demeurerait ouvert. On rappelle que dans un exemple non limitatif, Vgsth=2V.
On notera que lorsque l’interrupteur principal Q2 est ouvert (état bloqué) (par exemple lors d’une surtension USS ou d’une perte de masse commune GND comme décrit ci-après), il n’est pas piloté et on a Vgs < Vgsth soit Vgs=0V dans un exemple non limitatif et VAk + 0V (VAK peut monter jusqu’à 48V) et la diode de roue libre D2 revient dans un état bloqué. On notera que la diode de roue libre D2 n’est pas détruite par cette forte tension puisque la tension de claquage de l’interrupteur principal Q2 est supérieure à 48V.
On notera que s’il n’y pas de surtension USS, et lorsque les interrupteurs Q8 et Q9 sont ouverts (par défaut), la grille G et la source S de l’interrupteur principal Q2 sont à 12V, on a Vgs=0V. L’interrupteur principal Q2 est alors ouvert. De même, si la masse commune GND est correctement connectée et les interrupteurs Q8 et Q9 sont ouverts (par défaut), la grille G et la source S de l’interrupteur principal Q2 sont à 12V, on a Vgs=0V. L’interrupteur principal Q2 est alors ouvert.
• D iode de protection.D7
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une diode de protection D7.
La diode de protection.D7 comprend une tension seuil VS7. Dans un mode de réalisation non limitatif, la tension seuil VS7 est égale à 22V.
La diode de protection D7 est adaptée pour protéger le bus de communication BLW ainsi que la deuxième interface de connexion ILW contre une augmentation dangereuse de la tension U1, en particulier si la tension U1 sur le nœud N1 est supérieure ou égale à sa tension seuil VS7.
En effet, il peut exister des défaillances dans le réseau d’alimentation électrique G48 qui peuvent entraîner des défaillances dans le régulateur de tension. Cela a pour conséquence que la tension U1 générée par ledit régulateur de tension monte fortement en potentiel.
De même, il peut exister directement des défaillances dans le régulateur de tension (convertisseur DC/DC ou régulateur linéaire) qui peuvent également entraîner que la tension U1 générée par ledit régulateur de tension monte fortement en potentiel. Cette montée en potentiel peut endommager le bus de communication BLW si elle est trop grande.
La diode de protection D7 est connectée entre l’émetteur E du premier interrupteur de protection Q1 et l’émetteur E de l’interrupteur secondaire Q6. La diode de protection D7 est adaptée pour fermer le premier interrupteur de protection Q1 lorsque la tension U1 > VS7.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la diode de protection.D7 est une diode Zener. Si la tension U1 est supérieure ou égale à sa tension seuil VS7, la diode Zener D7 devient passante. Un courant i7 (illustré sur la figure 2a) traverse alors ladite diode Zener D7. Ce courant i7 alimente le premier interrupteur de protection Q1 qui se ferme.
La fermeture du premier interrupteur de protection Q1 entraîne l’ouverture du deuxième interrupteur de protection Q4. Cette ouverture entraîne l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6 et par conséquent l’ouverture de l’interrupteur principal Q2 comme décrit plus loin. Le bus de communication BLW est ainsi protégé.
Comme vu ci-dessus, lorsque la régulation de la tension U1 n’est plus assurée, il y a une montée en potentiel jusqu’à 48V et sur le nœud N1 il existe une différence de potentiel de 48V-0V (0V correspondant aux signaux DAT). A ce moment U1 > VS7. Cette différence de potentiel entraîne l’apparition d’un courant il qui pourrait circuler du module fonctionnel 11 vers le bus de communication BLW (via l’interrupteur secondaire Q6 et via la deuxième interface de connexion ILW) et l’endommager. Or si U1 > VS7, la diode de protection D7 permet d’ouvrir l’interrupteur secondaire Q6 comme vu ci-dessus. L’interrupteur secondaire Q6 empêche donc le courant il de circuler vers le bus de communication BLW. Le courant il va retourner vers le module fonctionnel 11.
• Premier m odule de. protection .10
Le premier module de protection 10 est illustré en détail à la figure 2a.
Le premier module de protection 10 est adapté pour isoler le bus de communication BLW du réseau d’alimentation électrique G48 lorsqu’il y a une surtension USS entre le module fonctionnel 11 et la deuxième interface de connexion ILW.
Une telle surtension USS se retrouve sur le premier nœud N1, sur le deuxième nœud N2 et sur le troisième nœud N3.
On rappelle qu’une surtension USS existe lorsque la tension entre le module fonctionnel 11 et la deuxième interface de connexion ILW est supérieure à la tension U1.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le premier module de protection 10 comprend :
- un module de détection de surtension 100 comprenant :
- une diode de protection D1 ;
- un premier interrupteur de protection Q1 adapté pour se fermer lorsque la diode de protection D1 devient passante ;
- un interrupteur secondaire Q6 adapté pour s’ouvrir lorsqu’il existe une telle surtension USS de sorte à ouvrir l’interrupteur de puissance principal Q2 ;
- un deuxième interrupteur de protection Q4 adapté pour s’ouvrir lorsque le premier interrupteur de protection Q1 se ferme de sorte à ouvrir l’interrupteur secondaire Q6.
Les différents éléments du module de protection 10 sont décrits en détail ciaprès.
o Module de.déteçtion de.surtension. 100 Le module de détection de surtension 100 est illustré en détail sur la figure 2a.
Diode de proteçtipn.DI
La diode de protection D1 est disposée entre l’interrupteur principal Q2 et le premier interrupteur de protection Q1. Sa cathode K est reliée au drain D de l’interrupteur principal Q2 et son anode A est reliée à la base B du premier interrupteur de protection Q1 et à la masse commune GND via une résistance R1 décrite plus loin.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la diode de protection D1 comprend une tension seuil VS1 supérieure à la tension U1, à savoir supérieure à 12Volts.
Dans un exemple non limitatif, la tension seuil VS1 = 22V.
La diode de protection D1 est passante lorsque VAk > - VS1.
Lorsqu’il existe un court-circuit CC qui engendre une surtension USS, la tension U10 (illustrée sur les figures 2a, 2b et 3) sur le deuxième nœud N2 et donc sur la ligne de communication LLW est égale à la surtension USS engendrée par le court-circuit CC et est donc supérieure à la tension U1 (égale à12V dans l’exemple non limitatif pris). On a donc Vk = U10 et VA = 0V (car l’anode est connectée à la masse commune GND via la résistance R1). On a donc Vka=U10 et donc VKA > 22V. On a ainsi un courant îka qui circule de la cathode K vers l’anode A de la diode de protection D1. La diode de protection D1 devient ainsi passante.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la diode de protection D1 est une diode Zener. Ainsi, si la tension U10 devient supérieure ou égale à cette tension VS1, la diode Zener D1 écrête ladite tension U10 de sorte qu’elle soit égale à la tension seuil VS1.
Lorsque la diode de protection D1 est passante, cela entraîne la fermeture du premier interrupteur de protection Q1 car ce dernier est dans ce cas alimenté par la tension U10. Dans ce cas, on a en effet la tension sur la base B VB = U10 (écrêtée), la tension sur l’émetteur E VE= 0V car l’émetteur E est relié à la masse commune GND, et donc VBe = U10 (écrêtée), qui est supérieure à la tension seuil de conduction de la diode de protection D1.
La diode de protection D1 a permis ainsi de détecter une surtension USS.
On notera que le temps de détection d’une surtension USS est de l’ordre de la microseconde.
Pj®03i®r.j.0terrupteur.de protection. Q1.
Le premier interrupteur de protection Q1 est connecté au deuxième interrupteur de protection Q4.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le premier interrupteur de protection Q1 est un transistor bipolaire. Dans une variante de réalisation non limitative, le transistor bipolaire Q1 est de type NPN. Son collecteur C est relié à la base B du deuxième interrupteur de protection Q4. Le nœud N7 illustré sur la figure 2a forme la connexion entre la base B du deuxième interrupteur de protection Q4, le collecteur C du premier interrupteur de protection Q1 et une résistance R3 illustrée sur la figure 2a. Par ailleurs, son émetteur E est relié à la masse commune GND, et sa base B est reliée à la diode de protection D1 et à la résistance R1 (décrite plus loin).
La résistance R3 permet d’appliquer sur le collecteur C du premier interrupteur de protection Q1 la première tension U1, à savoir 12V.
Par défaut, le premier interrupteur de protection Q1 est ouvert. Lorsque le premier interrupteur de protection Q1 est ouvert, la base B du deuxième interrupteur de protection Q4 est reliée à 12V via une résistance R3. La résistance R3 ramène en effet le potentiel 12V sur la base B du deuxième interrupteur de protection Q4. La résistance R3 permet de piloter le deuxième interrupteur de protection Q4 et permet ainsi de maintenir le deuxième interrupteur de protection Q4 fermé.
Lorsque le premier interrupteur de protection Q1 se ferme, son émetteur E se retrouve à la masse commune GND et le nœud N7 est par conséquent relié à la masse commune GND. La base B du deuxième interrupteur de protection Q4 est alors reliée à la masse commune GND. Cela a pour conséquence qu’il n’existe plus de courant circulant Ib4 dans le deuxième interrupteur de protection 04. Ce dernier s’ouvre donc. II n’est plus piloté par la résistance R3.
On notera que le premier interrupteur de protection Q1 comprend une résistance interne entre sa base B et son émetteur E et une résistance interne de base B. Ces résistances internes permettent de fermer le premier interrupteur de protection Q1 lorsque la diode de protection D1 devient passante. On notera que le fait d’utiliser des résistances de rappel interne permet un gain de place.
On rappelle que le premier interrupteur de protection Q1 se ferme lorsqu’il existe un court-circuit CC et donc une surtension USS comme vu précédemment.
Résjstançe RI
Dans un mode de réalisation non limitatif, le premier module de protection 10 comprend en outre une résistance R1.
La résistance R1 est reliée à la masse commune GND et à la diode de protection D1 vue précédemment.
La résistance R1 est adaptée pour faire fonctionner la diode de protection D1 de sorte à piloter le premier interrupteur de protection Q1 au travers de ses résistances internes. La résistance R1 permet à un courant de traverser la diode de protection D1. En effet, comme vu précédemment, lorsqu’il existe un court-circuit CC, on a une différence de potentiel aux bornes de la diode de protection D1, avec VK=U10 écrêtée et VA = 0V. Grâce à la résistance R1, on a ainsi un courant îka qui circule de la cathode K vers l’anode A de la diode de protection D1. La diode de protection D1 devient ainsi bien passante.
On notera que la tension aux bornes de la résistance R1 est la tension écrêtée U1 vue précédemment. Dans un exemple non limitatif, le courant (non illustré) passant par la résistance R1 et donc par la diode de protection D1 est de l’ordre du milliampère.
o .Deuxième .interrupteur.de protection Q4 Le deuxième interrupteur de protection 04 est adapté pour s’ouvrir :
- lors d’une surtension USS ; ou
- lors de la perte de la masse commune GND de sorte à ouvrir l’interrupteur secondaire Q6.
Le deuxième interrupteur de protection Q4 est relié au régulateur de tension qui fournit la première tension U1 via une résistance R3. On notera que le deuxième interrupteur de protection Q4 n’est pas directement relié au régulateur de tension.
La résistance R3 est adaptée pour piloter le deuxième interrupteur de protection Q4. La résistance R3 est adaptée pour limiter un courant qui pourrait circuler entre le régulateur de tension et la base B du deuxième interrupteur de protection Q4 dans le cas où le premier interrupteur de protection Q1 se fermerait. En effet, dans ce cas, sans résistance R3, entre le régulateur de tension et la masse commune GND, on aurait un courtcircuit qui engendrerait un courant dans le deuxième interrupteur de protection Q4 de quelques milliers d’ampères. Ledit deuxième interrupteur de protection Q4 ne pourrait supporter un courant si fort. La résistance R3 permet ainsi de protéger ledit deuxième interrupteur de protection Q4 en limitant le courant circulant dans sa base B, référencé Ib4. La résistance R3 est ainsi dimensionnée pour avoir un courant Ib4 de base B adapté au deuxième interrupteur de protection Q4. De même, la résistance R3 est adaptée pour limiter un courant qui pourrait circuler entre le régulateur de tension et la base B du premier interrupteur de protection Q1. La résistance R3 est une résistance dite de « pull-up ».
Le deuxième interrupteur de protection Q4 est disposé entre le premier interrupteur de protection Q1 et l’interrupteur secondaire Q6.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le deuxième interrupteur de protection Q4 est un transistor bipolaire. Dans une variante de réalisation non limitative, le transistor bipolaire Q4 est de type NPN. Son collecteur C est relié à la résistance de base R14 (décrite plus loin), son émetteur E est relié à la masse commune GND (via la diode anti-retour secondaire D11 décrite plus loin), sa base B est reliée au collecteur C du premier interrupteur de protection Q1.
Le troisième nœud N3 relie en particulier le module fonctionnel 11 et le deuxième interrupteur de protection Q4.
Le deuxième interrupteur de protection Q4 est par défaut fermé. Lorsqu’il est fermé, le deuxième interrupteur de protection Q4 est piloté par la résistance R3. Le deuxième interrupteur de protection Q4 comporte en outre une résistance de rappel interne (illustrée mais non référencée) située entre sa base B et son émetteur E et une résistance de rappel interne située entre la résistance R3 et sa base B. Ces résistances de rappel internes avec la résistance R3 permettent d’appliquer sur l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection 04 la première tension U1, à savoir 12V.
Le fait d’utiliser des résistances de rappel interne permet un gain de place.
Le deuxième interrupteur de protection 04 est fermé lorsque le premier interrupteur de protection 01 est ouvert comme vu précédemment.
Le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre lorsque le premier interrupteur de protection Q1 se ferme comme vu précédemment.
Lorsqu’il y a un court-circuit CC, comme vu précédemment, une surtension USS est détectée par le module de détection de surtension 100 (en particulier la diode de protection D1 ou la diode de protection D7), ce qui entraîne la fermeture du premier interrupteur 01. A ce moment, le deuxième interrupteur de protection 04 s’ouvre car il n’existe plus de courant Ib4 circulant dans le deuxième interrupteur de protection Q4 comme vu précédemment.
L’ouverture du deuxième interrupteur de protection Q4 entraîne que la résistance de base R14 (décrite plus loin) est déconnectée de la masse commune GND. La base B de l’interrupteur secondaire Q6 n’est plus connectée à la masse commune GND, elle devient flottante. Le potentiel 12V s’installe donc. En effet, grâce à la résistance de rappel secondaire R15 (décrite plus loin), la base B de l’interrupteur secondaire Q6 monte jusqu’à 12V. On obtient alors une différence de potentiel entre l’émetteur E et la base B qui est nulle VBe = 0 (l’émetteur E de l’interrupteur secondaire Q6 étant au potentiel de 12V), ce qui a pour conséquence d’ouvrir l’interrupteur secondaire Q6.
Ainsi, lorsque le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre, il entraîne l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6, et par conséquent l’ouverture de Q2 (comme décrit plus loin) de sorte que le bus de communication BLW est déconnecté du réseau d’alimentation électrique G48. Il n’est plus perturbé par un court-circuit CC et donc par une surtension USS.
Lors de la perte de masse commune GND, l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection Q4 est flottant. Dans ce cas, aucun courant ne peut passer dans l’émetteur E. Le courant ie4 (non illustré) dans l’émetteur E est donc nul. Comme on a ie4=ib4+ic4 et que ib4 et ic4 (non illustré) ne peuvent pas être négatifs donc ib4=0, le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre donc. L’ouverture du deuxième interrupteur de protection Q4 entraîne l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6, ce dernier entraînant l’ouverture de l’interrupteur principal Q2 comme décrit ci-après.
o Interrupteur secondaire Q6 L’interrupteur secondaire Q6 est adapté pour s’ouvrir :
- lors d’une surtension USS ; ou
- lors de la perte de la masse commune GND de sorte à ouvrir l’interrupteur principal Q2.
L’interrupteur secondaire Q6 est par défaut fermé.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’interrupteur secondaire Q6 est un transistor bipolaire. Dans une variante de réalisation non limitative, le transistor bipolaire Q6 est de type PNP. Sa base B est reliée au collecteur C du deuxième interrupteur de protection Q4, son émetteur E est connecté au régulateur de tension (ici DC /DC), et son collecteur C est connecté à la grille G de l’interrupteur principal Q2.
Quand un court-circuit CC survient qui engendre une surtension USS, la base B de l’interrupteur secondaire Q6 est en circuit ouvert, le deuxième interrupteur de protection Q4 ayant été ouvert. La base B est flottante (comme décrit précédemment) car elle n’est plus connectée à la masse commune GND. On a alors le courant de base Ib6 (courant qui circule dans la base B de l’interrupteur secondaire Q6) égal à 0, ce qui entraîne que ledit l’interrupteur secondaire Q6 s’ouvre. On dit qu’il est dans un état bloqué.
Quand un court-circuit CC survient qui engendre une surtension USS, le deuxième nœud N2 monte au potentiel 48V et une différence de potentiel, ici de 48V-0V (des signaux DAT sont émis) apparaît ainsi sur le deuxième nœud N2 et sur le module de pilotage DLW, ce qui génère le courant i2 qui circule sur le bus de communication BLW via l’interrupteur principal Q2 si ce dernier est fermé et si des signaux DAT circulent sur le bus de communication BLW, lesdits signaux DAT étant à 0V comme décrit précédemment. Le module de pilotage DLW et le bus de communication BLW ne supportent pas un tel courant i2 et risquent donc d’être endommagés. L’interrupteur secondaire Q6 (qui s’est ouvert comme vu précédemment suite à la détection de la surtension USS par la diode de protection D1) permet d’ouvrir l’interrupteur principal Q2 et ainsi empêche un tel courant i2 de circuler dans le bus de communication BLW (via la deuxième interface de connexion ILW). Ce dernier est ainsi protégé ainsi que la deuxième interface de connexion ILW.
En effet, quand l’interrupteur secondaire Q6 s’ouvre, l’interrupteur principal Q2, en particulier sa grille G (connectée au collecteur C de l’interrupteur secondaire Q6) dans l’exemple non limitatif du MOSFET, n’est plus alimentée par la tension U1, à savoir 12V, et donc le potentiel de la grille G est égal à 0V. En effet, la diode anti-retour tertiaire D6 empêche la résistance de rappel principale R7 de laisser une tension passer de la source S à la grille G.
Comme la source S de l’interrupteur principal Q2 est soit au potentiel de 12V soit au potentiel de 0V en fonction de la commutation des interrupteurs Q8, Q9 décrit précédemment, on a VGs = -12V ou VGS = 0V, ce qui ne permet pas la fermeture de l’interrupteur principal Q2 car VGS est inférieure à la tension seuil Vgsth de l’interrupteur principal Q2 qui est de 2V dans un exemple non limitatif. L’interrupteur principal Q2 s’ouvre donc.
Ainsi il n’existe plus de courant i2 qui circule sur le bus de communication BLW. La deuxième interface de connexion ILW, le bus de communication BLW sont ainsi protégés. En ouvrant l’interrupteur principal Q2 lors d’un court-circuit CC et donc lors d’une surtension USS, on a ainsi déconnecté le réseau G48 du bus de communication BLW.
Lors d’une perte de masse commune GND, le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre comme vu précédemment, ce qui entraîne l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6, il est dans un état bloqué. Lorsque l’interrupteur secondaire Q6 s’ouvre, cela permet d’ouvrir l’interrupteur principal Q2. En ouvrant l’interrupteur principal Q2 lors de la perte de masse commune GND, on a ainsi déconnecté le réseau G48 du bus de communication BLW.
• Résjstance.de.rappel.pnnc
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une résistance de rappel principale R7.
La résistance de rappel R7 est adaptée pour garantir l’ouverture de l’interrupteur principal Q2 lorsque ledit interrupteur principal Q2 doit s’ouvrir (lors d’une surtension USS ou lors d’une perte de masse commune GND).
La résistance de rappel principale R7 est reliée à cathode K de la diode antiretour tertiaire D6 et à la source S de l’interrupteur principal Q2. On rappelle qu’une résistance de rappel permet d’initialiser l’état de la grille G d’un interrupteur.
Par défaut, le niveau de commande appliqué (à savoir la valeur de la tension appliquée) à la grille G de l’interrupteur principal Q2 est indéterminé (la grille ne voit ni la tension 12V ni 0V). Il est dans un état flottant, et pourrait forcer celui-ci à entrer en conduction, soit totalement (avec risque de fonctionnement erratique du pulseur d’air 1), soit partiellement (avec risque de destruction de l’interrupteur principal Q2).
Lorsque le pulseur d’air 1 est alimenté, et qu’il n’y a pas de défaut tel qu’un court-circuit CC ou une perte de masse commune GND, le potentiel de la grille G de l’interrupteur principal Q2 est de 12V car l’interrupteur secondaire Q6 est fermé. Lorsque l’interrupteur secondaire Q6 est fermé, le nœud N4 (ainsi que le nœud N5) illustré sur la figure 2a est au potentiel de la tension U1, à savoir 12V dans l’exemple.
Lorsque l’interrupteur secondaire Q6 s’ouvre (en raison d’une surtension USS ou d’une perte de masse commune GND), l’interrupteur principal Q2 s’ouvre. Le nœud N4 correspond à la tension grille VG de l’interrupteur principal Q2. Le nœud N4 (ainsi que le nœud N5) devient flottant. Il existe donc une différence de potentiel entre la source S (qui est à 0V du fait des signaux DAT) de l’interrupteur principal Q2 et le nœud N4, soit la grille G de l’interrupteur principal Q2. Cette différence de potentiel engendre un courant (non illustré) qui va circuler dans la diode anti-retour tertiaire D6 et la résistance de rappel principale R7 et va aller vers la source S et le fusible auto-réarmable R6. Le nœud N4 (ainsi que le nœud N5) va ainsi descendre jusqu’au potentiel 0V de la source S. La résistance de rappel R7 permet au nœud N4 et donc à la grille G de l’interrupteur principal 02 d’être à OV rapidement. On aura ainsi la tension Vgs à OV ce qui garantit l’ouverture de l’interrupteur principal 02.
La résistance de rappel principale R7 est une résistance dite de « pull-up ».
• Résistance d^
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une résistance de rappel secondaire R15.
La résistance de rappel secondaire R15 est adaptée pour garantir l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6 lorsque ledit interrupteur secondaire Q6 doit s’ouvrir (lors d’une surtension USS ou lors d’une perte de masse commune GND).
La résistance de rappel secondaire R15 est reliée à la base B et à l’émetteur E du transistor bipolaire Q6.
La résistance de rappel secondaire R15 permet de piloter l’interrupteur secondaire Q6 à l’ouverture lorsque sa base B est flottante, à savoir quand le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre comme décrit précédemment. En effet, cette résistance de rappel secondaire R15 permet d’initialiser la tension VBe de l’interrupteur secondaire Q6 à OV (elle est donc par défaut à OV) ce qui garantit l’ouverture de l’interrupteur secondaire Q6 lorsqu’il n’existe pas de courant Ib6 circulant dans la base B dudit interrupteur secondaire Q6.
La résistance de rappel secondaire R15 est une résistance dite de « pullup ».
• Diode.antLxetpux.seçondaire.D11
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une diode anti-retour secondaire D11.
La diode anti-retour secondaire D11 est adaptée pour empêcher un courant i3 de circuler dans le deuxième interrupteur de protection Q4. Elle assure ainsi la protection du deuxième interrupteur de protection Q4 lors d’un courtcircuit CC.
La diode anti-retour secondaire D11 est disposée entre le module fonctionnel 11 et le deuxième interrupteur de protection Q4. Le troisième nœud N3 relie ainsi en particulier le module fonctionnel 11 et la diode anti-retour secondaire D11. La diode anti-retour secondaire D11 est reliée à la masse commune GND via le module fonctionnel 11. En particulier, l’anode A de la diode antiretour secondaire D11 est reliée à l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection Q4, et sa cathode K est reliée à la masse commune GND.
Lorsqu’il existe un court-circuit CC qui engendre une surtension USS, du point de vue de l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection Q4, le nœud N3 monte jusqu’au potentiel de 48V (tout le module fonctionnel 11 étant monté jusqu’au potentiel de 48V), à savoir l’émetteur E se retrouve à 48V. Par conséquent, il existe donc une différence de potentiels de 48V-12V entre l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection Q4 et sa base B, cette dernière étant à 12V (lorsque le premier interrupteur de protection Q1 est ouvert). Cela génère donc un courant i3 qui se retrouve sur l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection Q4 et est trop grand pour le deuxième interrupteur de protection Q4. Le deuxième interrupteur de protection Q4 risque alors de casser. Par conséquent la protection de l’interrupteur principal Q2 n’est plus assurée.
II en est de même lorsque la masse commune GND est perdue.
La diode anti-retour secondaire D11 est adaptée pour empêcher un tel courant i3 de circuler dans le deuxième interrupteur de protection Q4. Elle protège ainsi ledit deuxième interrupteur de protection Q4.
La diode anti-retour secondaire D11 empêche le courant i3 de passer lorsqu’elle est dans un état bloqué. A cet effet, la diode anti-retour secondaire D11 est dans un état bloqué quand sa tension VAk égale à la différence de potentiel VA à son anode A et VK à sa cathode K est inférieure à sa tension seuil VS11 (donnée par le fabricant). Dans un exemple non limitatif, VS11=0,6V. On a une telle différence lorsqu’il existe une surtension USS. En effet, dans ce cas, on a VA =12V (la tension 12V étant appliquée sur l’émetteur E du deuxième interrupteur de protection Q4 via la résistance R3 et sa résistance de rappel interne située entre sa base B et son émetteur E, émetteur E relié à l’anode A de la diode anti-retour secondaire D11) et VK = 48V (le troisième nœud N3 étant monté jusqu’au potentiel de 48V). On a donc VAK négative < VS11.
Lorsque la diode anti-retour secondaire D11 est bloquée, il n’y a pas de différence de potentiel aux bornes du deuxième interrupteur de protection Q4. On a en effet VE=12V (la tension 12V étant appliquée via la résistance R3 et sa résistance de rappel interne située entre sa base B et son émetteur E) et Vb=12V (Q1 ouvert, le nœud N7 est à 12V). On obtient VEb = 0V. On notera qu’il en est de même lorsque la masse commune GND est perdue.
On notera que la diode anti-retour secondaire D11 est passante lorsque VAK > Vs. On obtient ceci lorsqu’il n’y a pas de court-circuit CC. En effet, dans ce cas, on a VA au potentiel 12V et Vk au potentiel de masse. On notera qu’il en est de même lorsque la masse commune GND n’est pas perdue.
• Résistance de base RI 4
Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air 1 comprend en outre une résistance de base R14.
La résistance de base R14 est adaptée pour dimensionner le courant de base Ib6 qui circule dans l’interrupteur secondaire Q6.
La résistance de base R14 est disposée entre l’interrupteur secondaire Q6 et le deuxième interrupteur de protection Q4. En particulier, la résistance de base R14 est reliée à la base B de l’interrupteur secondaire Q6 et au collecteur C du deuxième interrupteur de protection Q4.
La résistance de base R14 permet de piloter l’interrupteur secondaire Q6 à la fermeture grâce au courant de base Ib6 qu’elle fournit. En effet, le dimensionnement du courant de base Ib6 permet de garantir la fermeture de l’interrupteur secondaire Q6. De plus cela évite d’avoir un courant Ib6 trop important ce qui risquerait de casser le composant Q6.
On rappelle que la valeur seuil de Ib6 pour que l’interrupteur secondaire Q6 se ferme est Ib6 > lc/β, avec le le courant de collecteur et β l’amplification en courant de l’interrupteur secondaire Q6 donnée par le constructeur de l’interrupteur secondaire Q6.
• Deuxième module de protection 20 Le deuxième module de protection 20 est illustré en détail sur la figure 2b.
Le deuxième module de protection 20 est adapté pour isoler le bus de communication BLW du réseau d’alimentation électrique G48 lors d’une perte de la masse commune GND.
La masse commune GND est perdue lorsque le câble de connexion CX de masse qui relie la première interface connexion I48 à la masse commune GND est sectionné tel qu’illustré sur la figure 4.
Le deuxième module de protection 20 fait partie du premier module de protection 10. En effet, il comprend :
- l’interrupteur secondaire Q6 décrit précédemment ;
- le deuxième interrupteur de protection Q4 décrit précédemment ;
- la diode anti-retour secondaire D11 décrite précédemment ;
- la résistance de rappel secondaire R15 décrite précédemment ;
- la résistance de base R14 décrit précédemment.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le deuxième module de protection 20 comprend en outre la résistance de rappel principale R7.
Lorsque la masse commune GND est perdue, l’ensemble des composants du module fonctionnel 11 montent jusqu’au potentiel de la tension U2 fournie par le réseau d’alimentation électrique G48. Cela entraîne l’apparition de différences de potentiels et par conséquent de courants qui circulent entre ledit module fonctionnel 11 et :
- le deuxième module de protection 20 ;
- le bus de communication BLW.
Ces courants risquent d’abîmer en particulier le bus de communication BLW. Le deuxième module de protection 20 permet de protéger ces éléments contre lesdits courants comme suit.
Lorsque la masse commune GND est perdue, le module fonctionnel 11 monte jusqu’au potentiel de 48V. Les noeuds électriques N1, N2 et N3 deviennent flottants, car ils ne sont plus référencés à la masse commune. Ils montent alors jusqu’au potentiel de 48V.
Au niveau du premier nœud N1, une différence de potentiel de 48V12V apparaît (entre le premier nœud N1 et la deuxième interface de connexion ILW) qui entraîne l’apparition du courant il (illustré sur la figure 4) circulant du module fonctionnel 11 vers le bus de communication BLW (via la deuxième interface de connexion ILW) qui risque de l’endommager ainsi que la deuxième interface de connexion ILW. Le deuxième interrupteur de protection Q4 ouvre en cascade l’interrupteur secondaire Q6 et l’interrupteur principal Q2 (comme décrit précédemment) ce qui permet à l’interrupteur secondaire Q6 d’empêcher un tel courant il de circuler.
Au niveau du deuxième nœud N2, du côté du drain D de l’interrupteur principal Q2, une différence de potentiel de 48V-0V (entre le deuxième nœud N2 et le bus de communication BLW) apparaît qui entraîne l’apparition d’un courant i2 (illustré sur la figure 4) circulant du module de pilotage DLW vers le bus de communication BLW (via la deuxième interface de connexion ILW) qui risque de les endommager. Le deuxième interrupteur de protection Q4 ouvre en cascade l’interrupteur secondaire Q6 et l’interrupteur principal Q2 (comme décrit précédemment) ce qui permet à l’interrupteur principal Q2 d’empêcher un tel courant i2 de circuler dans le bus de communication BLW. Ce dernier est ainsi protégé ainsi que la deuxième interface de connexion ILW.
Par ailleurs, lorsque la masse commune GND est perdue, le module de pilotage DLW n’est plus référencé à la masse. Il monte jusqu’au potentiel de 48V (tout le module fonctionnel 11 étant monté jusqu’au potentiel de 48V). Sans le deuxième module de protection 20, le module de pilotage DLW verrait à ses bornes une différence de potentiel de 48V-0V qui correspond à la différence entre le potentiel de 48V (appliquée sur le module fonctionnel 11) et le potentiel de 0V des signaux DAT transmis sur le bus de communication BLW. Cette différence de potentiel entraîne l’apparition d’un courant i2 (illustré sur la figure 4) qui circule dans ledit module de pilotage DLW qui risquerait de l’endommager. En effet, le module de pilotage DLW ne supporte pas une différence de potentiel aussi importante. Dans un exemple non limitatif, il supporte une différence de potentiel inférieure ou égale à 24V. Le deuxième interrupteur de protection Q4 ouvre en cascade l’interrupteur secondaire Q6 et l’interrupteur principal Q2 (comme décrit précédemment) ce qui permet à l’interrupteur principal Q2 d’empêcher le courant i2 de circuler lorsque la masse commune GND est perdue, il n’y aura plus de différence de potentiel aux bornes du module de pilotage DLW et donc plus de courant circulant i2. Le module de pilotage DLW sera uniquement au potentiel de 48V. Il ne sera ainsi pas endommagé.
Ainsi, contrairement à un court-circuit CC qui survient dans le module fonctionnel 11 où le module de pilotage DLW sera sûrement défectueux, voire détruit, ledit module de pilotage DLW sera protégé en cas de perte de masse commune GND. Ainsi, le module de pilotage DLW n’est pas protégé par le premier module de protection 10 contre un court-circuit CC, mais il est protégé par le deuxième module de protection 20.
Au niveau du troisième nœud N3, une différence de potentiel de 48V0V entre ce troisième nœud N3 et le bus de communication BLW (tout le module fonctionnel 11 étant monté jusqu’au potentiel de 48V) qui entraîne la création d’un courant i3 (illustré sur la figure 4) entre ledit troisième nœud N3 et ledit bus de communication BLW. En effet, dans ce cas, le troisième nœud N3 monte jusqu’au potentiel de 48V tandis que le bus de communication BLW est au potentiel de 0V du fait des signaux DAT à 0V. Lors d’une perte de masse commune GND, le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre comme vu précédemment. Il empêche ainsi un tel courant i3 de circuler et protège ainsi le bus de communication BLW ainsi que la deuxième interface de connexion ILW.
On remarquera qu’avec le premier module de protection 10, on transforme une détection de surtension USS en une détection de la perte de la masse commune GND. On utilise des composants communs pour protéger la deuxième interface de connexion ILW (et donc le bus de communication BLW) contre la perte de la masse commune GND et contre ladite surtension USS. En effet, sur détection d’une surtension USS, le deuxième interrupteur de protection Q4 s’ouvre ce qui a pour conséquence que la résistance de base R14 se déconnecte de la masse commune GND comme vu précédemment, ce qui correspond à une perte de la masse commune GND. Après la détection d’une surtension USS, la suite du fonctionnement de la protection contre une surtension USS ou contre une perte de masse GND est la même pour le premier module de protection 10 et pour le deuxième module de protection 20 comme vu précédemment.
Bien entendu la description de l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, l’interrupteur secondaire Q6 peut être un transistor MOSFET ou un transistor IGBT. Dans ces cas, la résistance de base R14 n’est pas nécessaire.
Ainsi, des protocoles bidirectionnels ou unidirectionnels autres que le protocole LIN ou PWM peuvent être utilisés.
Ainsi, l’invention peut s’appliquer également à un dispositif de chauffage électrique 1 pour véhicule automobile. Ainsi, selon un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de chauffage électrique 1 pour véhicule automobile comprend :
- une première interface de connexion I48 avec un réseau d’alimentation électrique G48 adapté pour fournir la deuxième tension U2 ;
- une deuxième interface de connexion ILW avec un bus de communication BLW;
- un module fonctionnel 11 relié à la première interface de connexion I48 ;
- un interrupteur principal Q2 relié au module fonctionnel 11 adapté pour faire transiter des signaux DAT sur le bus de communication BLW ;
- un premier module de protection 10 adapté pour isoler le bus de communication BLW du réseau d’alimentation électrique G48 lorsqu’il existe une surtension USS entre le module fonctionnel 11 et la deuxième interface de connexion ILW.
Dans ce cas, le module fonctionnel 11 comprend au moins un élément chauffant résistif 110 alimenté par la première tension U1 et au moins un élément de pilotage associé 111 alimenté par la deuxième tension U2 et adapté pour piloter ledit élément chauffant résistif 110. Dans un exemple non limitatif, l’élément chauffant résistif 110 est une résistance chauffante. Dans un autre exemple non limitatif, l’élément chauffant résistif 110 est une piste résistive. Dans les deux exemples non limitatifs, la chaleur produite par l’élément chauffant résistif 110 est transmise via un conduit de circulation d’un fluide (non illustré) à un fluide qui peut ainsi être chauffé.
De tels dispositifs de chauffage électriques étant connus de l’homme du métier, ils ne sont pas décrits en détail ici.
Ainsi, l’invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- c’est une solution simple à mettre en oeuvre et peu coûteuse ;
- elle permet, grâce au premier module de protection 10 et à l’interrupteur principal Q2, lors d’une surtension USS (en particulier en cas de court circuit CC) dans le réseau d’alimentation électrique G48 et donc lors d’une surtension USS, d’isoler le bus de communication BLW de la première interface de connexion I48, et donc du réseau d’alimentation électrique G48. Il ne sera ainsi pas endommagé ;
- elle permet, grâce au deuxième module de protection 20 et à l’interrupteur principal Q2, lors d’une perte de masse commune GND, d’isoler le bus de communication BLW de la première interface de connexion 148, et donc du réseau d’alimentation électrique G48. Il ne sera ainsi pas endommagé ;
- elle permet, grâce au deuxième module de protection 20 et à l’interrupteur principal Q2, de protéger le module de pilotage DLW lors d’une perte de masse commune GND.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Pulseur d’air (1) pour véhicule automobile adapté pour être alimenté par une première tension (U1) et par une deuxième tension (U2), selon lequel le pulseur d’air (1) comprend :
    - une première interface de connexion (I48) avec un réseau d’alimentation électrique (G48) adapté pour fournir la deuxième tension (U2) ;
    - une deuxième interface de connexion (ILW) avec un bus de communication (BLW) ;
    - un module fonctionnel (11) relié à la première interface de connexion (I48) ;
    - un interrupteur principal (Q2) relié au module fonctionnel (11) adapté pour faire transiter des signaux (DAT) sur le bus de communication (BLW) ;
    - un premier module de protection (10) adapté pour isoler le bus de communication (BLW) du réseau d’alimentation électrique (G48) lorsqu’il existe une surtension (USS) entre le module fonctionnel (11) et la deuxième interface de connexion (ILW).
  2. 2. Pulseur d’air (1) selon la revendication 1, selon lequel le premier module de protection (10) comprend :
    - un module de détection de surtension (100) comprenant :
    - une diode de protection (D1 ) ;
    - un premier interrupteur de protection (Q1) adapté pour se fermer lorsque la diode de protection (D1) devient passante ;
    - un interrupteur secondaire (Q6) adapté pour s’ouvrir lorsqu’il existe ladite surtension (USS) de sorte à ouvrir l’interrupteur principal (Q2);
    - un deuxième interrupteur de protection (Q4) adapté pour s’ouvrir lorsque le premier interrupteur de protection (Q1) se ferme de sorte à ouvrir l’interrupteur secondaire (Q6).
  3. 3. Pulseur d’air (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2,
    5 selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre une diode de protection (D7) adaptée pour protéger le bus de communication (BLW) si la première tension (U1) est supérieure à une tension seuil (VS7) de ladite diode de protection (D7).
  4. 4. Pulseur d’air (1) selon la revendication 2, selon lequel le
    10 pulseur d’air (1) comprend en outre une diode anti-retour secondaire (D11) adaptée pour empêcher un courant (i3) de circuler dans le deuxième interrupteur de protection (Q4).
  5. 5. Pulseur d’air (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre une résistance
    15 de rappel principale (R7) adaptée pour garantir l’ouverture de l’interrupteur principal (Q2) lorsqu’il existe ladite surtension (USS).
  6. 6. Pulseur d’air (1) selon la revendication 2, selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre une résistance de rappel secondaire (R15) adaptée pour garantir l’ouverture de l’interrupteur
    20 secondaire (Q6) lorsqu’il existe ladite surtension (USS).
  7. 7. Pulseur d’air (1) selon la revendication 2, selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre une résistance de base (R14) adaptée pour garantir la fermeture de l’interrupteur secondaire (Q6) lorsqu’un courant (Ib6) circule dans ledit interrupteur secondaire (Q6).
    25 8. Pulseur d’air (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à
    7, selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre un fusible autoréarmable (R6) adapté pour protéger le bus de communication (BLW) contre un sur-courant.
    9. Pulseur d’air (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à
  8. 8, selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre une diode antiretour tertiaire (D6) adaptée pour garantir que l’interrupteur principal (Q2) reste ouvert.
    5 10. Pulseur d’air (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à
  9. 9, selon lequel le pulseur d’air (1) comprend en outre une diode de protection (D3) adaptée pour protéger l’interrupteur principal (Q2) contre une augmentation de ladite première tension (U1).
    11. Pulseur d’air (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à
  10. 10 10, selon lequel la première tension (U1) est générée à partir de la deuxième tension (U2).
  11. 12. Pulseur d’air (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, selon lequel le module fonctionnel (11) comprend un module de pilotage (DLW) adapté pour être alimenté par ladite première tension
  12. 15 (U1) et pour recevoir et/ou émettre des signaux (DAT) via le bus de communication (BLW).
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