FR3074365B1 - ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA - Google Patents

ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA Download PDF

Info

Publication number
FR3074365B1
FR3074365B1 FR1701252A FR1701252A FR3074365B1 FR 3074365 B1 FR3074365 B1 FR 3074365B1 FR 1701252 A FR1701252 A FR 1701252A FR 1701252 A FR1701252 A FR 1701252A FR 3074365 B1 FR3074365 B1 FR 3074365B1
Authority
FR
France
Prior art keywords
power supply
stage
phase
converter
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
FR1701252A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3074365A1 (en
Inventor
Olivier Fassy
Fabienne LEBREIL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Priority to FR1701252A priority Critical patent/FR3074365B1/en
Priority to EP18804667.6A priority patent/EP3718200A1/en
Priority to AU2018377971A priority patent/AU2018377971B2/en
Priority to PCT/EP2018/082736 priority patent/WO2019105951A1/en
Publication of FR3074365A1 publication Critical patent/FR3074365A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3074365B1 publication Critical patent/FR3074365B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36Means for starting or stopping converters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/20Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
    • G01V1/201Constructional details of seismic cables, e.g. streamers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007Plural converter units in cascade

Abstract

L'invention concerne un module (16) réalisant l'alimentation en énergie électriques de modules (12) d'acquisition (HUBs) de données capteurs à partir d'une ligne d'alimentation électrique (14) à courant continu constant. Ledit module comporte principalement un étage régulateur (21) alimenté par la ligne d'alimentation électrique et produisant une tension de shunt constante, de faible valeur; un premier étage convertisseur DC-DC (22) et second étage convertisseur DC-DC (23) dont les mises en service sont pilotée respectivement par l'application d'un premier signal de commande (SHDN) et d'un second signal de commande (RUN). Le module comporte en outre un premier réservoir d'énergie, alimenté par l'étage régulateur de tension (21) et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer le démarrage du premier étage convertisseur DC-DC (22), ainsi qu'un second réservoir d'énergie, alimenté par le premier étage convertisseur DC-DC (22) et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer le démarrage du second étage convertisseur DC-DC (23).The invention relates to a module (16) for supplying electrical energy to acquisition modules (12) for acquiring sensor data (HUBs) from a constant DC power supply line (14). Said module mainly comprises a regulator stage (21) fed by the power supply line and producing a constant shunt voltage of low value; a first DC-DC converter stage (22) and a second DC-DC converter stage (23) whose startups are respectively controlled by the application of a first control signal (SHDN) and a second control signal (RUN). The module further comprises a first energy reservoir, powered by the voltage regulator stage (21) and configured to supply the energy required to start the first DC-DC converter stage (22), and second energy reservoir, powered by the first DC-DC converter stage (22) and configured to provide the energy necessary to start the second DC-DC converter stage (23).

Description

Système d'alimentation électrique des modules d'acquisition d'une antenne acoustique linéaire remorquée.Power supply system for the acquisition modules of a towed linear acoustic antenna.

[001] L’invention concerne le domaine des antennes acoustiques linéaires remorquées numériques, de technologie électro-acoustique conventionnelle et plus particulièrement les systèmes électroniques de télémétrie assurant la numérisation des signaux générés par l’ensemble des hydrophones acoustiques constituant une telle antenne et par des capteurs non acoustiques ou "NAS" selon l'acronyme de la dénomination anglo-saxonne "Non Acoustic Sensor" (capteurs de température, d'immersion, de cap, de roulis/tangage, etc....) nécessaires au traitement de signal des voies Sonar et à leur exploitation.[001] The invention relates to the field of digital acoustic towed acoustic antennas, conventional electro-acoustic technology and more particularly the electronic telemetry systems ensuring the digitization of the signals generated by all the acoustic hydrophones constituting such an antenna and by non-acoustic sensors or "NAS" according to the acronym of the English name "Non Acoustic Sensor" (temperature sensors, immersion, heading, roll / pitch, etc. ....) required for signal processing Sonar tracks and their operation.

[002] L’invention concerne directement un procédé et un système d'alimentation en énergie électrique des différents modules constituant le système électronique de télémétrie d'une antenne acoustique linéaire remorquée.[002] The invention relates directly to a method and a system for supplying electrical energy to the various modules constituting the electronic telemetry system of a towed linear acoustic antenna.

[003] De façon globale dans le domaine de la lutte anti-sous-marine, la capacité d’écoute en très basses fréquences reste un défi permanent et un enjeu majeur, et il est constamment recherché des solutions techniques (matérielles et/ou traitements signal sonar...) afin d’augmenter les distances de détection.[003] Globally in the field of anti-submarine warfare, listening capacity at very low frequencies remains a permanent challenge and a major challenge, and it is constantly sought technical solutions (hardware and / or treatments sonar signal ...) to increase the detection distances.

[004] Durant les décennies précédentes, les systèmes de détection basées sur des technologies d’antennes linéaires remorquées très basse fréquence (ETBF) ont radicalement fait progresser les capacités d’écoute sous-marine jusqu'à rendre possible la détection d'objets d'intérêt par grands fonds, parfois au-delà de la première zone de convergence.[004] During the past decades, detection systems based on very low frequency towed linear antenna (ETBF) technologies have radically advanced underwater listening capabilities to make it possible to detect deep-sea interest, sometimes beyond the first convergence zone.

[005] Depuis quelques années cependant, sont apparus de nouveaux risques liés à la détection et à la contre-détection par des ondes sonores en Ultra Basse Fréquence (« 100 Hz), qui ont mis en exergue le besoin de compléter les moyens d’écoute actuels par des moyens adaptés à cette gamme de fréquences.[005] In recent years, however, there have been new risks associated with the detection and counter-detection by ultra-low frequency ("100 Hz") sound waves, which have highlighted the need to supplement the means of current listening by means adapted to this frequency range.

[006] A ce jour, la meilleure réponse qui puisse être apportée consiste en la réalisation d’antenne linéaire remorquée de très grande longueur, typiquement de plusieurs centaines de mètres de longueur, avec un nombre croissant de senseurs acoustiques ou hydrophones.[006] To date, the best answer that can be made is the realization of towed linear antenna of great length, typically several hundred meters in length, with a growing number of acoustic or hydrophone sensors.

[007] Cependant la réalisation de telles antennes a entraîné la survenue de problèmes induits, liés notamment à la nécessité de disposer d'antennes de plus faible diamètre (section) de façon à limiter l'accroissement de l'encombrement des antennes du fait de leur accroissement de longueur. Cette recherche d'un diamètre comparativement plus réduit, se traduit par une recherche corolaire de réduction de la densité du câblage présent dans l'antenne, réduction qui se traduit par un allègement global qui a pour effet attendu une amélioration de la flottabilité et un meilleur équilibrage. Toutefois, cette recherche de réduction de la densité du câblage doit naturellement s'opérer avec pour objectif de ne pas sacrifier la robustesse système, en termes de tolérance aux pannes et de fonctionnement en mode dégradé.[007] However, the realization of such antennas has led to the occurrence of induced problems, particularly related to the need to have antennas of smaller diameter (section) so as to limit the increase in congestion antennas due to their increase in length. This research, which is comparatively smaller in diameter, results in a corollary search for a reduction in the density of the cabling present in the antenna, a reduction which results in a global lightening which has the expected effect of an improvement in buoyancy and better balancing. However, this attempt to reduce the density of cabling must naturally take place with the aim of not sacrificing system robustness, in terms of fault tolerance and operation in degraded mode.

Par ailleurs l'augmentation du nombre de capteurs conduit à rechercher des solutions permettant de satisfaire les besoins en énergie de telles antennes avec un nombre de lignes d’alimentation réduit, voire avec une seule ligne, tout en limitant la tension d'alimentation de façon à ne pas accroître les contraintes de tension d’isolement limitée au-delà des valeurs usuelles, au niveau notamment des liaisons câblés, des connecteurs de jonction des modules d’antennes et au niveau du gréement de remorque ainsi que les contraintes d’alimentation antenne.Furthermore, the increase in the number of sensors leads to the search for solutions making it possible to satisfy the energy requirements of such antennas with a reduced number of power supply lines, or even with a single line, while limiting the supply voltage in such a way that not to increase the limited insulation voltage constraints beyond the usual values, particularly in terms of cable links, junction connectors of the antenna modules and at the level of the trailer rigging, as well as the constraints of antenna power supply .

Or, en l'état de l'art actuel aucune des structures mise en œuvre pour réaliser les systèmes de télémétrie des antennes linéaires remorquées actuelles n'est en mesure de répondre à ces différentes contraintes.However, in the current state of the art none of the structures implemented to realize the telemetry systems towed linear antennas current is able to meet these different constraints.

[008] Un but de l'invention est de proposer un moyen permettant de répondre aux contraintes évoquées précédemment.[008] An object of the invention is to provide a means for responding to the constraints mentioned above.

[009] A cet effet l'invention a pour objet un module d'alimentation destiné à alimenter en énergie les éléments composant un module d'acquisition des données produites par un ensemble de capteurs, ou HUB, à partir d'une ligne d'alimentation électrique fournissant un courant continu constant. Le module selon l'invention comporte principalement à cet effet: - un étage régulateur configuré pour être alimenté par la ligne d'alimentation électrique et produire une tension de shunt de faible valeur; - un premier étage convertisseur DC-DC, ou convertisseur principal, dont la mise en service est pilotée par l'application d'un premier signal de commande (SHDN) sur une entrée de commande, - un second étage convertisseur DC-DC, ou convertisseur secondaire, dont la mise en service est pilotée par l'application d'un second signal de commande (RUN) sur une entrée de commande.[009] For this purpose the invention relates to a power supply module for supplying power to the components of a data acquisition module produced by a set of sensors, or HUB, from a line of power supply providing a constant DC current. The module according to the invention mainly comprises for this purpose: a regulator stage configured to be powered by the power supply line and to produce a low value shunt voltage; a first DC-DC converter stage, or main converter, whose commissioning is controlled by the application of a first control signal (SHDN) on a control input, a second DC-DC converter stage, or secondary converter, whose commissioning is controlled by the application of a second control signal (RUN) on a control input.

Le module selon l'invention comporte en outre un premier réservoir d’énergie, ou réservoir amont, alimenté par l'étage régulateur de tension et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du premier étage convertisseur DC-DC lorsque le premier signal de commande (SHDN) est activé, ainsi qu'un second réservoir d’énergie, ou réservoir aval, alimenté par le premier étage convertisseur DC-DC (et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du second étage convertisseur DC-DC lorsque le second signal de commande (RUN) est activé.The module according to the invention further comprises a first energy reservoir, or upstream reservoir, supplied by the voltage regulator stage and configured to supply the energy necessary to ensure a start of the first DC-DC converter stage when the first control signal (SHDN) is activated, as well as a second energy reservoir, or downstream reservoir, powered by the first DC-DC converter stage (and configured to provide the energy necessary to ensure a start-up of the second DC converter stage -DC when the second control signal (RUN) is activated.

[0010] Selon différentes dispositions pouvant être considérées chacune séparément ou en combinaison avec d'autres, le module selon l'invention peut comporter diverse dispositions énumérées ci-après.According to different arrangements that can be considered each separately or in combination with others, the module according to the invention may include various provisions listed below.

[0011] Selon une première disposition, le module selon l'invention comporte un mécanisme redondant de protection de la ligne d'alimentation en courant, la protection consistant en l'établissement d'un court-circuit (bypass) entre ses bornes de connexion à la ligne d'alimentation en cas de panne d'un élément électronique au sein du HUB.According to a first arrangement, the module according to the invention comprises a redundant protection mechanism of the power supply line, the protection consisting of the establishment of a short circuit (bypass) between its connection terminals. to the power line in case of failure of an electronic element within the HUB.

[0012] Selon une autre disposition, le mécanisme de protection est configuré de telle façon qu'en cas de panne de circuits électroniques dans le HUB de nature à interrompre la chaîne d’alimentation en courant, il assure l'isolement du HUB par rapport à la ligne d'alimentation de l'antenne. Ledit mécanisme de protection comporte un premier niveau de protection et un second niveau de protection qui assure la protection de la ligne d’alimentation de l’antenne en cas de défaillance des circuits constituant le premier niveau de protection.According to another arrangement, the protection mechanism is configured such that in case of failure of electronic circuits in the HUB of a nature to interrupt the power supply chain, it ensures the isolation of the HUB compared to the power supply line of the antenna. Said protection mechanism comprises a first level of protection and a second level of protection which provides protection of the antenna supply line in the event of failure of the circuits constituting the first level of protection.

[0013] Selon une autre disposition, le premier niveau de protection est mis en œuvre par un circuit à transistors, et le second niveau de protection est mis en œuvre par un circuit à thyristor.According to another arrangement, the first level of protection is implemented by a transistor circuit, and the second level of protection is implemented by a thyristor circuit.

[0014] Selon une autre disposition, le module selon l'invention comporte en outre un premier circuit de démarrage qui mesure la charge du réservoir d'énergie amont et active le premier signal de commande (SHDN) lorsque la pleine charge du réservoir d'énergie amont est détectée, ainsi qu'un second circuit de démarrage qui mesure la charge du réservoir d'énergie aval et active le second signal de commande (RUN) lorsque la pleine charge du réservoir d'énergie aval est détectée.According to another arrangement, the module according to the invention further comprises a first starting circuit which measures the charge of the upstream energy reservoir and activates the first control signal (SHDN) when the full charge of the reservoir of Upstream energy is detected, as well as a second start circuit which measures the downstream energy reservoir load and activates the second control signal (RUN) when the full load of the downstream energy reservoir is detected.

[0015] Selon une autre disposition, le module selon l'invention comporte en outre un circuit contrôleur configuré pour contrôler l'établissement des tensions de sorties Vs„ des convertisseurs du second étage convertisseur DC-DC secondaires, de façon à assurer l'établissement des différentes tensions Vsn selon une séquence permettant le démarrage des circuits programmables et mémoires constituant le HUB.According to another arrangement, the module according to the invention further comprises a controller circuit configured to control the establishment of the output voltages Vs "of the converters of the secondary second DC-DC converter stage, so as to ensure the establishment different voltages Vsn according to a sequence for starting the programmable circuits and memories constituting the HUB.

[0016] Selon une autre disposition, les convertisseurs constituant le premier et le second étage convertisseur DC-DC sont synchronisés par une même fréquence choisie de façon à ne pas générer d’interférences électromagnétiques conduites et/ou rayonnées avec les éléments de l'antenne dans laquelle le HUB est intégré.According to another provision, the converters constituting the first and the second stage DC-DC converter are synchronized by a same frequency chosen so as not to generate electromagnetic interference conducted and / or radiated with the elements of the antenna in which the HUB is integrated.

[0017] Selon une autre disposition, le réservoir d'énergie électrique amont et le réservoir d'énergie électrique aval sont deux dispositifs capacitifs.According to another arrangement, the upstream electrical energy reservoir and the downstream electrical energy reservoir are two capacitive devices.

[0018] Selon une autre disposition le module d'alimentation selon l'invention est configuré pour mettre en œuvre une phase de fonctionnement en mode nominal durant laquelle il assure l'alimentation des différents éléments du HUB et une phase de fonctionnement en mode de démarrage transitoire, qui assure l'établissement progressif des tensions délivrées par le module.According to another arrangement, the power supply module according to the invention is configured to implement a phase of operation in nominal mode during which it provides power to the various elements of the HUB and a phase of operation in startup mode. transient, which ensures the gradual establishment of the voltages delivered by the module.

La seconde phase de fonctionnement en mode démarrage de comporte trois phases principales. - une première phase, qui consiste en l'établissement d’une tension shunt régulée Vreg .de valeur faible, à partir du courant continu circulant sur la ligne d'alimentation générale de l’antenne; la durée de cette première phase étant fonction du temps nécessaire à l'obtention d'une tension Vreg parfaitement établie et stable, et du temps Ti nécessaire obtenir une charge du réservoir d’énergie amont suffisante pour assurer le démarrage et le fonctionnement nominal du premier étage de conversion DC-DC; - une deuxième phase qui consiste dans le démarrage du convertisseur DC-DC principal après exécution de la première phase; la durée de cette deuxième phase étant fonction du temps Tr2 nécessaire à l'obtention d'une tension stabilisée Vm en sortie de l'étage de conversion DC-DC principal, et du temps T2 nécessaire pour obtenir une charge du réservoir d’énergie aval suffisante pour assurer le démarrage et le fonctionnement nominal du second étage de conversion DC-DC; - une troisième phase qui consiste dans le démarrage des convertisseurs de l'étage de conversion DC-DC secondaires chargé de la production des tensions Vsn, après exécution de la deuxième phase.The second phase of operation in start mode comprises three main phases. a first phase, which consists in establishing a regulated shunt voltage Vreg of low value, from the direct current flowing on the general supply line of the antenna; the duration of this first phase being a function of the time required to obtain a perfectly established and stable voltage Vreg, and of the time Ti necessary to obtain a charge of the upstream energy reservoir sufficient to ensure the starting and the nominal operation of the first DC-DC conversion stage; a second phase consisting of starting the main DC-DC converter after the first phase has been executed; the duration of this second phase being a function of the time Tr2 required to obtain a stabilized voltage Vm at the output of the main DC-DC conversion stage, and the time T2 necessary to obtain a charge of the downstream energy reservoir sufficient to ensure start-up and nominal operation of the second DC-DC conversion stage; a third phase which consists in starting the converters of the secondary DC-DC conversion stage responsible for producing the voltages Vsn, after execution of the second phase.

[0019] Avantageusement le dispositif d'alimentation selon l'invention permet à la fois : - de créer les tensions usuelles (5 Vdc; 3,3 Vdc; 2,5 Vdc et 1,2Vdc par exemple) permettant d'alimenter les différents circuits électroniques d'un HUB à partir d’une tension shunt locale de valeur réduite (2,2 Vdc par exemple); - de gérer correctement la phase de démarrage antenne, c'est-à-dire la phase de mise en marche des différents circuits de l'antenne, en réalisant la gestion des appels de courant intrinsèques tout en fournissant l’énergie nécessaire au démarrage des différents modules électroniques; - d’offrir une fonction de sécurisation de l'alimentation antenne via un dispositif de bypass automatique redondé, en cas d’avarie de l’électronique d’un module HUB, le dispositif selon l'invention assurant le maintien de la propagation du courant d’alimentation globale antenne aux autres modules HUBs.Advantageously, the power supply device according to the invention makes it possible: - to create the usual voltages (5 Vdc, 3.3 Vdc, 2.5 Vdc and 1.2 Vdc for example) to power the different electronic circuits of a HUB from a local shunt voltage of reduced value (2.2 Vdc for example); to correctly manage the antenna startup phase, that is to say the start-up phase of the various circuits of the antenna, by managing the intrinsic current calls while providing the energy necessary to start up the various electronic modules; to offer a function of securing the antenna power supply via a redundant automatic bypass device, in the event of damage to the electronics of a HUB module, the device according to the invention ensuring the maintenance of the propagation of the current Global feed antenna to other HUB modules.

Le dispositif selon l'invention permet en outre, avantageusement, d'alimenter séparément chaque module d'acquisition (HUB) à partir d'une ligne d'alimentation commune sans qu'aucun module d'alimentation spécifique global ni aucun câblage associé soient nécessaires.The device according to the invention also advantageously makes it possible to separately power each acquisition module (HUB) from a common power supply line without any specific global power supply module or any associated wiring being necessary. .

[0020] Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent: la figurel, une représentation schématique fonctionnelle d'un système de télémétrie original pour antenne acoustique linéaire, dans lequel le dispositif selon l'invention peut être intégré; la figure 2, une représentation schématique fonctionnelle du module d'alimentation selon l’invention; la figure 3, une représentation schématique illustrant le principe de fonctionnement du module d'alimentation selon l'invention.The features and advantages of the invention will be better appreciated from the following description, which is based on the accompanying figures which show: the figurel, a functional schematic representation of an original telemetry system for acoustic antenna linear, in which the device according to the invention can be integrated; FIG. 2, a functional schematic representation of the power supply module according to the invention; FIG. 3 is a schematic representation illustrating the operating principle of the power supply module according to the invention.

Il est à noter que, sur les figures annexées, un même élément fonctionnel ou structurel porte de préférence un même symbole repère.It should be noted that, in the appended figures, the same functional or structural element preferably bears the same reference symbol.

[0021] Un système classique de télémétrie d'une antenne acoustique linéaire remorquée comporte généralement les fonctions suivantes : - une fonction de distribution de synchronisation antenne (top échantillonnage antenne, horloge rapide...); - une fonction d’acquisition de données, constituée d'une pluralité de modules d'acquisition ou DAU ( acronyme de la dénomination anglo-saxonne "Digital Acquisition Module"), classiquement réalisée par des modules de traitement analogique et de numérisation, répartis régulièrement à l’intérieur d’une antenne ou de différents tronçons d’antenne en suivant l’agencement linéaire des hydrophones (ou des groupes d’hydrophones). Ces modules sont synchronisés par un signal de synchro antenne généré par un ou plusieurs modules de Synchronisation et alimentés via des modules d’alimentation; - une fonction de collecte des données antenne réalisant l'acheminement de l’ensemble des données antenne numérisées vers le récepteur qui en réalise le traitement généralement placé à bord du vaisseau qui tracte (remorque) l'antenne. Cette fonction est classiquement réalisée par un ou plusieurs modules de Multiplexage antenne, synchronisés par le signal de synchro antenne et alimentés via les modules d’alimentation. - une fonction d'alimentation en énergie électrique, qui assure l'alimentation en énergie électrique des autres modules. Cette fonction est classiquement réalisée par des modules d’alimentation antenne, ou PSU selon l'acronyme de la dénomination anglo-saxonne de "Power Supply Unit". Ces modules PSU sont généralement eux-mêmes alimentés depuis une alimentation bord à courant continu constant et assurent l'alimentation des différents modules d'acquisition (DAU).A conventional telemetry system of a towed linear acoustic antenna generally comprises the following functions: an antenna synchronization distribution function (antenna top sampling, fast clock, etc.); a data acquisition function consisting of a plurality of acquisition modules or DAU (acronym for the "Digital Acquisition Module"), conventionally produced by analog processing and digitization modules, distributed regularly; inside an antenna or different antenna sections following the linear arrangement of the hydrophones (or groups of hydrophones). These modules are synchronized by an antenna sync signal generated by one or more Synchronization modules and powered via power supply modules; - An antenna data collection function performing the routing of all digitized antenna data to the receiver that performs the treatment generally placed on board the vessel that tows (trailer) the antenna. This function is conventionally performed by one or more antenna multiplexing modules, synchronized by the antenna sync signal and powered via the power supply modules. - An electric power supply function, which ensures the power supply of the other modules. This function is conventionally performed by antenna power supply modules, or PSUs according to the acronym of the English name of "Power Supply Unit". These PSUs are usually powered from a constant DC edge power supply and provide power to the various acquisition modules (DAU).

[0022] Dans le cadre de la présente demande on décrit le module d'alimentation en énergie selon l'invention dans un exemple de mise en œuvre destiné à l'alimentation en énergie électrique des éléments constituant un système de télémétrie original pour antenne acoustique linéaire; système dont la structure est illustrée schématiquement par la figure 1.In the context of the present application describes the power supply module according to the invention in an exemplary implementation for the supply of electrical energy of the elements constituting an original telemetry system for linear acoustic antenna ; system whose structure is illustrated schematically in Figure 1.

La mise en œuvre du module d'alimentation selon l'invention n'est cependant pas limitée à ce seul exemple. Le module d’alimentation selon l'invention peut en effet trouver son application dans d'autre types d'équipement, antennes linéaires remorquées ou autres, comportant des équipements alimentés par une ligne d'alimentation électrique à courant constant, pour lesquels on cherche, d'une part, à limiter les appels de courant induits sur la ligne d'alimentation au moment du démarrage des équipement alimentés à partir de cette ligne, de façon à ne pas devoir surdimensionner la puissance transmise par l'alimentation générale, et d'autre part, à empêcher qu'un élément alimenté à partir de la ligne d'alimentation et présentant une avarie de fonctionnement puisse venir interrompre (ouvrir) la chaîne d’alimentation en courant et ainsi empêcher l'alimentation en énergie électrique des autres éléments alimentés à partir de cette ligne d'alimentation.The implementation of the power module according to the invention is however not limited to this single example. The power supply module according to the invention can indeed find its application in other types of equipment, towed linear antennas or others, comprising equipment supplied by a constant current power supply line, for which one seeks, on the one hand, to limit the current draws induced on the power line at the start of the equipment powered from this line, so as not to have to oversize the power transmitted by the general power supply, and on the other hand, to prevent an element fed from the power supply line and having a malfunction from being able to interrupt (open) the power supply chain and thus prevent the supply of electrical energy to the other powered elements from this power line.

[0023] Le système de télémétrie illustré par la figure 1 est principalement constitué des éléments suivants: - une pluralité de dispositif d’acquisition 12 (HUB), chaque HUB regroupant astucieusement plusieurs fonctions système, principalement: - la gestion des modules d'acquisition avec multiplexage local des données produites par ces modules, - la collecte de ces données et leur remontée vers la tête antenne et le système chargé du traitement et de l'exploitation de ces données, - la gestion 17 des signaux de synchronisation des différents éléments constituant le HUB ainsi que - la gestion 16 de l'alimentation en énergie de ces différents éléments.The telemetry system illustrated in Figure 1 consists mainly of the following elements: - a plurality of acquisition device 12 (HUB), each HUB cleverly combining several system functions, mainly: - the management of acquisition modules with local multiplexing of the data produced by these modules, - the collection of these data and their ascent to the aerial head and the system responsible for the processing and exploitation of these data, - the management 17 of the synchronization signals of the various constituent elements the HUB as well as the management of the power supply of these different elements.

Les données capteurs collectées sont remontées par les différents HUB selon un mécanisme de chaînage série faisant intervenir un ou plusieurs bus de données 15. - un module de Synchronisation Antenne (SYNC) délivrant sur un bus de synchronisation 13 une synchronisation générale utilisée par les différents HUBs pour générer les signaux de synchronisation internes aux HUBs. - un module de génération d'énergie électrique placé à bord du navire remorqueur et délivrant un courant d'alimentation constant sur une ligne d'alimentation 14.The collected sensor data is sent back by the different HUBs according to a series chaining mechanism involving one or more data buses 15. An Antenna Synchronization Module (SYNC) delivering on a synchronization bus 13 a general synchronization used by the different HUBs to generate the synchronization signals internal to the HUBs. an electric power generation module placed on board the towing vessel and delivering a constant supply current on a feed line.

De manière optionnelle le système peut comporter également, lorsque cela est nécessaire, un (ou plusieurs) module d’adaptation en tête d’antenne (HUB Tête) qui permet d'adapter le flux de données remontées pour s’adapter, le cas échéant, aux capacités de transmission de la ligne de remorque de l'antenne (réduction débit antenne, avant transmission vers le récepteur bord via le gréement remorque). Il est à noter que ce (ou ces) module peut présenter une structure similaire à celle d'un HUB (HUB personnalisé).Optionally, the system may also include, when necessary, one (or more) antenna head adaptation module (Head HUB) which makes it possible to adapt the data flow reassembled to adapt, if necessary. , the transmission capabilities of the antenna tow line (antenna speed reduction, before transmission to the on-board receiver via trailer rigging). It should be noted that this (or these) module may have a structure similar to that of a HUB (personalized HUB).

[0024] Le système de télémétrie présenté ici permet avantageusement grâce à l'introduction de module d'acquisition des données capteurs originaux (HUBs) présentant une structure identique, de simplifier le mécanisme de collecte et de remontée, vers la tête antenne, des données délivrées par les différents capteurs constituant l'antenne, ainsi que le mécanisme de synchronisation et d'alimentation en énergie de l'ensemble, tant du fait de la standardisation des composants mis en œuvre que du fait de la simplification du câblage que cette introduction induit.The telemetry system presented here advantageously thanks to the introduction of acquisition module of the original sensor data (HUBs) having an identical structure, to simplify the mechanism of collection and recovery, to the antenna head, data delivered by the various sensors constituting the antenna, as well as the mechanism of synchronization and power supply of the assembly, both because of the standardization of the components implemented and because of the simplification of the wiring that this introduction induces .

[0025] Le module d'alimentation en énergie 16 qui constitue l'objet de la présente invention peut avantageusement être intégré à la structure d'un module d'acquisition 12 de type HUB pour assurer la gestion de l'alimentation en énergie des différents éléments constituant le HUB, à partir du courant d'alimentation délivré par le module de génération d'énergie électrique de l'antenne sur la ligne d'alimentation 14.The power supply module 16 which is the subject of the present invention may advantageously be integrated into the structure of a HUB type acquisition module 12 to ensure the management of the power supply of the different elements constituting the HUB, from the supply current delivered by the electrical energy generation module of the antenna on the supply line 14.

Le module d'alimentation selon l'invention a pour avantage de rendre possible l'accroissement du nombre de modules d'acquisition que peut compter une antenne tout en maintenant le courant constant délivré par le module d'alimentation général de l'antenne à une valeur usuelle classique, de l'ordre de 2A par exemple.The advantage of the power supply module according to the invention is that it makes it possible to increase the number of acquisition modules that an antenna can count while maintaining the constant current delivered by the general power supply module of the antenna at a constant voltage. usual standard value, of the order of 2A for example.

[0026] A cet effet, il comporte différents moyens : - des moyens pour créer les tensions continues nécessaires pour alimenter les différents circuits électroniques qui constituent le HUB (5Vdc; 3,3Vdc; 2,5Vdc; 1,2Vdc). Selon l'invention, ces tensions sont obtenues à partir d’une tension de shunt locale, de valeur réduite. - des moyens pour gérer, de manière économique du point de vue l'alimentation générale de l'antenne, les appels de courant intrinsèques à la phase de démarrage de l'ensemble des modules, tout en fournissant l’énergie nécessaire au démarrage des différents blocs fonctionnels des modules d'acquisition constituant le HUB. - des moyens pour sécuriser la distribution du courant d'alimentation général de l'antenne, en cas notamment d'avarie d'un circuit électronique d'un élément du HUB entraînant la rupture (ouverture) de la chaîne d’alimentation en courant, notamment en réalisant un isolement automatique du HUB endommagé vis-à-vis de la boucle générale d'alimentation en courant. Le module d'alimentation selon l'invention permet ainsi d’assurer le maintien de l'alimentation en courant des autres HUBs par le module d'alimentation globale de l'antenne.For this purpose, it comprises various means: - means for creating the DC voltages needed to power the various electronic circuits that constitute the HUB (5Vdc; 3.3Vdc; 2.5Vdc; 1.2Vdc). According to the invention, these voltages are obtained from a local shunt voltage, of reduced value. means for managing, in a cost-effective way from the point of view of the general power supply of the antenna, the current calls intrinsic to the start-up phase of all the modules, while providing the energy necessary to start up the various functional blocks of the acquisition modules constituting the HUB. means for securing the distribution of the general power supply current of the antenna, in particular in the event of damage to an electronic circuit of a HUB element causing the current supply chain to break (open), in particular by performing an automatic isolation of the damaged HUB vis-à-vis the general power supply loop. The power supply module according to the invention thus makes it possible to maintain the power supply of the other HUBs by the global power supply module of the antenna.

[0027] La figure 2 présente le synoptique fonctionnel global du module d’alimentation 16 intégré à chaque HUB 12.[0027] Figure 2 shows the overall functional block diagram of the power supply module 16 integrated to each HUB 12.

Comme on peut le constater sur la figure, ce module comporte un ensemble d'étages fonctionnels distincts: - un étage régulateur de tête 21, connecté directement sur la ligne d'alimentation générale 14 et configuré pour délivrer une tension continue Vreg régulée de valeur donnée, égale à 2,2 V par exemple; - un premier étage convertisseur DC-DC principal 22, configuré pour délivrer un tension continue Vm de valeur donnée, égale à 5V par exemple, à partir de laquelle les tensions continues nécessaires au fonctionnement des différents modules du HUB sont produites; - un second étage convertisseur DC-DC secondaire 23, configuré pour produire à partir de la tension VM les tensions continues Vsn nécessaires au fonctionnement des différents modules du HUB, une tension Vsi de 3,3 V et une tension Vs2 de 1,6 V par exemple.As can be seen in the figure, this module comprises a set of distinct functional stages: a head regulator stage 21, connected directly to the general power supply line 14 and configured to deliver a regulated constant voltage Vreg of given value , equal to 2.2 V for example; a first main DC-DC converter stage 22, configured to deliver a DC voltage Vm of a given value, equal to 5V for example, from which the DC voltages necessary for the operation of the different modules of the HUB are produced; a second secondary DC-DC converter stage 23, configured to produce, from the voltage VM, the DC voltages Vsn necessary for the operation of the various modules of the HUB, a voltage Vsi of 3.3 V and a voltage Vs2 of 1.6 V for example.

Selon l'invention, le premier étage convertisseur 22 et le second étage convertisseur 23 sont contrôlés par des modules de démarrage, le module 24 et le module 25 respectivement, qui ont pour fonction, en phase de démarrage de temporiser la mise en marche des étages convertisseurs de façon à limiter le courant d'appel absorbé par le module d'alimentation 16 sur la ligne d'alimentation générale à courant constant 14.According to the invention, the first converter stage 22 and the second converter stage 23 are controlled by starting modules, the module 24 and the module 25 respectively, whose function is, in the start phase, to delay the start of the stages. converters so as to limit the inrush current absorbed by the power supply module 16 on the general constant-current supply line 14.

[0028] Selon l'invention également, l'étage régulateur de tête 21 est configuré pour se comporter comme un shunt (i.e. un élément de faible impédance) vis-à-vis de la ligne d'alimentation en courant 14.According to the invention also, the head regulator stage 21 is configured to behave as a shunt (i.e. a low impedance element) with respect to the current supply line 14.

La mise en œuvre de l'étage régulateur 21 ainsi constitué permet avantageusement d'utiliser une alimentation globale de l'antenne ayant une valeur usuelle raisonnable (de l'ordre 500 Vdc par exemple) et évite avantageusement d’avoir à gérer des hautes tensions au niveau de l’antenne et en particulier au niveau de la ligne de remorquage. Ceci se traduit avantageusement par des exigences moindres concernant la tenue en tension d’isolement au niveau du câblage, des connecteurs de cartes électroniques et des jonctions d’antenne...).The implementation of the regulator stage 21 thus constituted advantageously makes it possible to use a global supply of the antenna having a reasonable usual value (of the order of 500 Vdc for example) and advantageously avoids having to deal with high voltages. at the antenna and in particular at the level of the tow line. This advantageously results in lower requirements concerning the insulation voltage withstand at the level of the wiring, the electronic card connectors and the antenna junctions ...).

[0029] Par ailleurs l'étage de tête 21 est également configuré pour se comporter comme un mécanisme redondant de protection de la ligne d'alimentation en courant 14, la protection consistant en l'établissement d'un court-circuit (bypass) entre ses bornes de connexion à la ligne d'alimentation 14 en cas de panne d'un élément électronique au sein du HUB.In addition, the head stage 21 is also configured to behave as a redundant protection mechanism of the power supply line 14, the protection consisting of the establishment of a short circuit (bypass) between its connection terminals to the power supply line 14 in case of failure of an electronic element within the HUB.

[0030] Le mécanisme de protection ainsi réalisé comporte par exemple un premier niveau de protection, mis en oeuvre via un circuit à transistors, qui permet d'isoler le HUB auquel il appartient, de la ligne d'alimentation de l'antenne 14 en cas de panne de circuits électroniques du HUB de nature à mettre la ligne d'alimentation 14 en court-circuit avec la masse et un second niveau de protection, mis en œuvre via un circuit à thyristor, qui permet d’assurer une protection identique en cas de panne des éléments constituant la protection de premier niveau.The protection mechanism thus produced comprises for example a first level of protection, implemented via a transistor circuit, which isolates the HUB to which it belongs, the supply line of the antenna 14 in case of failure of the electronic circuits of the HUB of nature to put the supply line 14 in short circuit with the mass and a second level of protection, implemented via a circuit with thyristor, which allows to ensure an identical protection in case of failure of the elements constituting the first level protection.

[0031] le premier étage convertisseur DC-DC 22, convertisseur principal, est un convertisseur DC-DC de structure classique connue. Cependant, dans la cadre de l'invention, sa mise en service est pilotée par une entrée de commande sur laquelle il est nécessaire d'appliquer un signal permettant la mise en marche du convertisseur.The first DC-DC converter stage 22, the main converter, is a DC-DC converter of known conventional structure. However, in the context of the invention, its commissioning is controlled by a control input on which it is necessary to apply a signal to turn on the converter.

[0032] Ce signal de commande (SHDN) est produit par le module de démarrage 24 qui active ce signal dès lors que la tension Vreg est établie et suffisamment stable pour supporter l'appel de courant dû au démarrage du convertisseur DC-DC principal 22.This control signal (SHDN) is produced by the starter module 24 which activates this signal when the voltage Vreg is established and sufficiently stable to withstand the current draw due to the start of the main DC-DC converter 22. .

[0033] Pour obtenir de telles conditions l'étage régulateur 21 comporte un réservoir d’énergie (non représenté sur la figure) dimensionné de manière appropriée pour fournir en temps utile l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du convertisseur DC-DC principal 22 sans aucune instabilité transitoire non maîtrisée (oscillation de la tension de sortie du convertisseur DC-DC par exemple). Ce réservoir d'énergie dit "réservoir amont" est par exemple un réservoir capacitif alimenté par l'étage régulateur de tension 21.To obtain such conditions, the regulator stage 21 comprises an energy reservoir (not shown in the figure) appropriately sized to provide in time the energy necessary to ensure startup of the main DC-DC converter 22. without any transient instability not controlled (oscillation of the output voltage of the DC-DC converter for example). This so-called "upstream reservoir" of energy reservoir is for example a capacitive reservoir supplied by the voltage regulator stage 21.

[0034] Par suite c'est la détection de la pleine charge du réservoir d'énergie qui induit le passage à l'état actif du signal SHDN de commande de la mise en marche du convertisseur DC-DC principal 22.As a result, it is the detection of the full load of the energy reservoir which induces the transition to the active state of the control SHDN signal of the start of the main DC-DC converter 22.

[0035] Du point de vue de la réalisation le convertisseur DC-DC principal 22 ainsi que le module de démarrage 24 sont par exemple des étages à transistors dont la structure, connue par ailleurs, n'est pas détaillée ici.From the point of view of the embodiment of the main DC-DC converter 22 and the starter module 24 are for example transistor stages whose structure, known elsewhere, is not detailed here.

[0036] Le second étage convertisseur DC-DC 23, convertisseur secondaire, est un convertisseur DC-DC multitensions de structure classique également connue. Cependant, dans la cadre de l'invention, sa mise en service est, comme pour le premier étage convertisseur 22, pilotée par une entrée de commande sur laquelle il est nécessaire d'appliquer un signal permettant la mise en marche du convertisseur.The second DC-DC converter stage 23, secondary converter, is a DC-DC multitension converter of conventional structure also known. However, in the context of the invention, its commissioning is, as for the first converter stage 22, controlled by a control input on which it is necessary to apply a signal to turn on the converter.

[0037] Ce signal de commande (RUN) est produit par le module de démarrage 25 qui active ce signal dès lors que la tension VM est établie et suffisamment stable pour supporter l'appel de courant du au démarrage des convertisseurs DC-DC secondaires.This control signal (RUN) is produced by the starter module 25 which activates this signal when the voltage VM is established and stable enough to support the current draw of the DC-DC converters secondary startup.

[0038] Pour obtenir de telles conditions le premier étage convertisseur 22 comporte également un réservoir d’énergie (non représenté sur la figure) dimensionné de manière appropriée pour fournir en temps utile l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage sans instabilité transitoire des convertisseurs DC-DC secondaires du second étage 23. Ce réservoir d'énergie dit "réservoir aval" est par exemple un réservoir capacitif alimenté par le premier étage convertisseur DC-DC 22.To obtain such conditions, the first converter stage 22 also comprises an energy reservoir (not shown in the figure) dimensioned appropriately to provide in time the energy required to ensure a startup without transient instability of the DC converters. Secondary-DC secondary second stage 23. This energy reservoir called "downstream reservoir" is for example a capacitive reservoir powered by the first DC-DC converter stage 22.

[0039] Par suite c'est la détection de la pleine charge du réservoir d'énergie aval qui induit le passage à l'état actif du signal RUN de commande de la mise en marche des convertisseurs DC-DC secondaires formant le second étage de conversion 23.As a result, it is the detection of the full load of the downstream energy reservoir which induces the transition to the active state of the control RUN signal of the start-up of the secondary DC-DC converters forming the second stage of conversion 23.

En ce qui concerne le second étage 23 de conversion DC-DC, un circuit contrôleur 26 séquence de manière précise l'établissement (i.e. le temps de montée) des tensions de sorties Vsn des convertisseurs DC-DC secondaires, de façon à garantir la séquence d'établissement des différentes tensions Vsn, les tensions Vsi= 3,3 V et VS2=1,6 V par exemple, nécessaire pour respecter les exigences des circuits programmables et mémoires que peuvent comporter les modules constituant le HUB 12.With regard to the second DC-DC conversion stage 23, a controller circuit 26 precisely sequences the establishment (ie the rise time) of the output voltages Vsn of the secondary DC-DC converters, so as to guarantee the sequence setting various voltages Vsn, the voltages Vsi = 3.3 V and VS2 = 1.6 V for example, necessary to meet the requirements of the programmable circuits and memories that may comprise the modules constituting the HUB 12.

[0040] Il est à noter ici que, les convertisseurs DC-DC constituant le premier et le second étage convertisseur 22 et 23 sont synchronisés par une fréquence système adéquate afin de ne pas générer d’interférences électromagnétiques conduites et/ou rayonnées.It should be noted here that the DC-DC converters constituting the first and the second stage converter 22 and 23 are synchronized by a suitable system frequency so as not to generate electromagnetic interference conducted and / or radiated.

Il est à noter également qu'en fonction des nécessités, l'étage secondaire de conversion 23 peut être suivi d’un étage de régulation (régulation linéaire) destiné à créer d’autres tensions usuelles (2,5 V, 1,2 V, ...etc.).It should also be noted that, depending on the requirements, the secondary conversion stage 23 may be followed by a regulation stage (linear regulation) intended to create other usual voltages (2.5 V, 1.2 V , ... etc.).

[0041] Compte tenu de la structure du module d'alimentation selon l'invention telle qu'elle a été décrite précédemment, le fonctionnement de ce module en mode démarrage (mode transitoire d'établissement des tensions délivrées) comporte, comme l'illustre la figure 3, trois phases principales.Given the structure of the power supply module according to the invention as described above, the operation of this module in startup mode (transient mode of establishment of the voltages delivered) includes, as illustrated Figure 3, three main phases.

[0042] La première phase (phase 1), consiste en l'établissement d’une tension shunt régulée VREg de valeur faible, typiquement inférieure à 3 V, ou tension shunt, à partir du courant continu circulant sur la ligne d'alimentation générale 14 de l’antenne.The first phase (phase 1) consists of establishing a regulated shunt voltage VREg of low value, typically less than 3 V, or shunt voltage, from the direct current flowing on the general power supply line. 14 of the antenna.

[0043] La durée de cette première phase est fonction du temps Tri nécessaire à l'obtention d'une tension Vreg parfaitement établie et stable, et du temps Ti nécessaire à la charge d’un réservoir d’énergie amont de capacité suffisante pour assurer le démarrage séquencé du premier étage 22 de conversion DC-DC sans aucune instabilité (i.e. sans oscillation du convertisseur DC-DC principal).The duration of this first phase is a function of time Tri required to obtain a Vreg voltage perfectly established and stable, and time Ti necessary to the load of an upstream energy reservoir of sufficient capacity to ensure the sequential startup of the DC-DC first conversion stage 22 without any instability (ie without oscillation of the main DC-DC converter).

[0044] La deuxième phase (phase 2), consiste dans le démarrage du convertisseur DC-DC principal 22 après une temporisation (Tempo 1) suffisante (i.e. au moins égale à Tr-i+Ti) pour permettre le déroulement complet de la première phase (i.e. stabilisation du shunt basse tension et charge du réservoir d’énergie amont).The second phase (phase 2) consists in starting the main DC-DC converter 22 after a delay (Tempo 1) sufficient (ie at least equal to Tr-i + Ti) to allow the complete progress of the first phase (ie stabilization of the low voltage shunt and upstream energy tank load).

[0045] Cette deuxième phase est fonction du temps Tr2 nécessaire à l'obtention d’une tension stabilisée Vm en sortie de l'étage de conversion DC-DC principal 22, et du temps T2 nécessaire à la charge d’un réservoir d’énergie aval suffisante pour assurer le démarrage séquencé des convertisseurs formant le second étage 23 de conversion DC-DC, sans aucune instabilité (i.e. sans oscillation des convertisseurs DC-DC secondaires).This second phase is a function of the time Tr2 required to obtain a stabilized voltage Vm at the output of the main DC-DC conversion stage 22, and of the time T2 necessary for charging a storage tank. downstream energy sufficient to ensure the sequential start of the converters forming the second DC-DC conversion stage 23, without any instability (ie without oscillation of the secondary DC-DC converters).

[0046] En fin de deuxième phase, l'étage convertisseur DC-DC principal 22 assure une élévation de tension stable de la tension VREg (2,2 Vdc) à la tension Vm (5 Vdc). Il permet ainsi de s’accommoder de la basse tension shunt, VREg (2,2 Vdc), délivrée par l'étage de régulation 21.At the end of the second phase, the main DC-DC converter stage 22 ensures a stable voltage rise of the voltage VREg (2.2 Vdc) at the voltage Vm (5 Vdc). It thus makes it possible to accommodate the low shunt voltage, VREg (2.2 Vdc), delivered by the regulation stage 21.

[0047] L'énergie emmagasinée par le réservoir d’énergie capacitif aval permet de disposer de l'énergie nécessaire pour absorber les courants de démarrage (Inrush currents) des convertisseurs DC-DC secondaires sans toutefois nécessiter la délivrance d'un courant de sortie excessif de la part du de l'étage de conversion DC-DC principal, courant qui nécessiterait de surdimensionner cet étage, simplement pour satisfaire la demande des convertisseurs DC-DC secondaires au démarrage.The energy stored by the downstream capacitive energy reservoir provides the necessary energy to absorb the starting currents (Inrush currents) secondary DC-DC converters without requiring the delivery of an output current excessive on the part of the main DC-DC conversion stage, current that would require to oversize this stage, simply to meet the demand of secondary DC-DC converters at startup.

[0048] La troisième phase consiste dans le démarrage des convertisseurs de l'étage de conversion DC-DC secondaires 23, chargé de la production des tensions Vsn (tensions Vsi = 3,3 V et VS2 = 1,6 V par exemple).The third phase consists in starting the converters of the secondary DC-DC conversion stage 23, responsible for producing voltages Vsn (voltages Vsi = 3.3 V and VS2 = 1.6 V for example).

Cette phase débute après une temporisation Tempo 2 suffisante (i.e. au moins égale à Tr2 + T2) pour permettre le déroulement complet de la deuxième phase.This phase starts after a sufficient time delay Tempo 2 (i.e. at least equal to Tr2 + T2) to allow the complete development of the second phase.

[0049] Durant cette troisième phase, le démarrage des convertisseurs DC-DC secondaires est séquencé et finement contrôlé (temps de montée Trn des alimentations secondaires et temporisations Tempo n), pour s’accommoder d’une part de l’énergie disponible en sortie de l'étage de conversion DC-DC principal 22 et d’autre part pour garantir, comme cela a été dit précédemment, le respect des exigences des circuits programmables et mémoires.During this third phase, the start of the secondary DC-DC converters is sequenced and finely controlled (rise time Trn of the secondary power supplies and delays Tempo n), to accommodate on the one hand the energy available on the output the main DC-DC conversion stage 22 and secondly to ensure, as has been said above, the respect of the requirements of programmable circuits and memories.

Les temporisations et le contrôle des temps de monté de chaque alimentation permettent de répartir au mieux l’énergie nécessaire au démarrage de chaque convertisseur de tension tout en assurant le respect des exigences des circuits programmables (FPGA) et mémoires vis-à-vis de l’établissement de leurs tensions d’alimentation.The timers and the control of the mounting times of each power supply make it possible to distribute the energy required for the startup of each voltage converter while ensuring compliance with the requirements of the programmable circuits (FPGA) and memories vis-à-vis the establishing their supply voltages.

[0050] Il est à noter que, comme il a été dit précédemment, l'étage 21 régulateur de tension délivre une tension shunt, VREg, de faible niveau et que la délivrance d'une tension shunt plus élevée (6,8 V au lieu de 2,2 V par exemple) permettrait d’obtenir à volume comparable un réservoir d’énergie amont présentant une capacité beaucoup plus importante, capable donc de fournir une énergie beaucoup plus élevée au démarrage et, de ce fait, de relaxer les contraintes de séquencement de démarrage du DC-DC principal. La délivrance d'une tension shunt plus élevée pourrait même sous certaines conditions permettre un fonctionnement sans réservoir d’énergie.It should be noted that, as has been said previously, the voltage regulator stage 21 delivers a shunt voltage, VREg, of low level and that the delivery of a higher shunt voltage (6.8 V at instead of 2.2 V for example) would make it possible to obtain at comparable volume an upstream energy reservoir having a much larger capacity, capable of providing a much higher energy at startup and, thus, to relax the constraints start sequencing of the main DC-DC. The delivery of a higher shunt voltage could even under certain conditions allow operation without energy reservoir.

Cependant, la délivrance d'une tension shunt plus élevée nécessiterait la production d'une tension d’alimentation générale en tête d’antenne beaucoup plus élevée (correspondant à la production de plusieurs dizaines, voire de centaines, de tensions shunt locales), ce qui est incompatible de la recherche du maintien de la tension d'alimentation à une valeur usuelle.However, the delivery of a higher shunt voltage would require the production of a much higher antenna feed voltage (corresponding to the production of several tens or even hundreds of local shunt voltages). which is incompatible in the search for maintaining the supply voltage at a usual value.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Module d'alimentation destiné à alimenter en énergie les éléments composant un module d'acquisition des données produites par un ensemble de capteurs, ou HUB, à partir d'une ligne d'alimentation électrique fournissant un courant continu constant, caractérisé en ce que ledit module d'alimentation comporte principalement: un étage régulateur (21) configuré pour être alimenté par la ligne d'alimentation électrique et produire une tension de shunt de faible valeur; - un premier étage convertisseur DC-DC (22), ou convertisseur principal, dont la mise en service est pilotée par l'application d'un premier signal de commande (SHDN) sur une entrée de commande, - un second étage convertisseur DC-DC (23), ou convertisseur secondaire, dont la mise en service est pilotée par l'application d'un second signal de commande (RUN) sur une entrée de commande; Le module comportant en outre un premier réservoir d’énergie, ou réservoir amont, alimenté par l'étage régulateur de tension (21) et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du premier étage convertisseur DC-DC (22) lorsque le premier signal de commande (SHDN) est activé, ainsi qu’un second réservoir d’énergie, ou réservoir aval, alimenté par le premier étage convertisseur DC-DC (22) et configuré pour fournir l'énergie nécessaire pour assurer un démarrage du second étage convertisseur DC-DC (23) lorsque le second signal de commande (RUN) est activé.A power supply module for supplying power to the elements comprising a data acquisition module produced by a set of sensors, or HUB, from a power supply line providing a constant direct current, characterized in that said power supply module mainly comprises: a regulator stage (21) configured to be powered by the power supply line and to produce a low value shunt voltage; a first DC-DC converter stage (22), or main converter, whose commissioning is controlled by the application of a first control signal (SHDN) on a control input, a second DC-converter stage; DC (23), or secondary converter, whose commissioning is controlled by the application of a second control signal (RUN) on a control input; The module further comprising a first energy reservoir, or upstream reservoir, supplied by the voltage regulator stage (21) and configured to supply the energy necessary to ensure a start of the first DC-DC converter stage (22) when the first control signal (SHDN) is activated, as well as a second energy reservoir, or downstream reservoir, supplied by the first DC-DC converter stage (22) and configured to supply the energy necessary to ensure a starting of the second stage DC-DC converter (23) when the second control signal (RUN) is activated. 2. Module d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme redondant de protection de la ligne d'alimentation en courant (14), la protection consistant en l'établissement d'un court-circuit (bypass) entre ses bornes de connexion à la ligne d'alimentation (14) en cas de panne d'un élément électronique au sein du HUB (12).2. Power supply module according to claim 1, characterized in that it comprises a redundant protection mechanism of the power supply line (14), the protection consisting in the establishment of a short circuit (bypass ) between its connection terminals to the power line (14) in case of failure of an electronic element within the HUB (12). 3. Module d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme de protection est configuré de telle façon qu'en cas de panne de circuits électroniques dans le HUB (12) de nature à interrompre la chaîne d’alimentation en courant, il assure l'isolement du HUB (12) par rapport à la ligne d'alimentation de l'antenne (14), ledit mécanisme de protection comportant un premier niveau de protection et un second niveau de protection qui assure la protection de la ligne d'alimentation de l'antenne (14) en cas de défaillance des circuits constituant le premier niveau de protection.3. Power supply module according to claim 2, characterized in that the protection mechanism is configured such that in case of failure of electronic circuits in the HUB (12) likely to interrupt the power supply chain. , it ensures the isolation of the HUB (12) with respect to the supply line of the antenna (14), said protection mechanism comprising a first level of protection and a second level of protection which ensures the protection of the line supplying the antenna (14) in case of failure of the circuits constituting the first level of protection. 4. Module d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier niveau de protection est mis en oeuvre par un circuit à transistors, et le second niveau de protection est mis en œuvre par un circuit à thyristor.4. Power supply module according to claim 3, characterized in that the first level of protection is implemented by a transistor circuit, and the second level of protection is implemented by a thyristor circuit. 5. Module d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un premier circuit de démarrage (24) qui mesure la charge du réservoir d'énergie amont et active le premier signal de commande (SHDN) lorsque la pleine charge du réservoir d'énergie amont est détectée, ainsi qu'un second circuit de démarrage (25) qui mesure la charge du réservoir d'énergie aval et active le second signal de commande (RUN) lorsque la pleine charge du réservoir d'énergie aval est détectée.5. Power supply module according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it further comprises a first start circuit (24) which measures the load of the upstream energy reservoir and activates the first signal of command (SHDN) when the full charge of the upstream energy tank is detected, as well as a second start circuit (25) which measures the load of the downstream energy reservoir and activates the second control signal (RUN) when the full charge of the downstream energy reservoir is detected. 6. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit contrôleur (26) configuré pour contrôler l'établissement des tensions de sorties Vsn des convertisseurs du second étage convertisseur DC-DC (23) secondaires, de façon à assurer l'établissement des différentes tensions Vsn selon une séquence permettant le démarrage des circuits programmables et mémoires constituant le HUB (12).6. Power supply module according to one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises a controller circuit (26) configured to control the establishment of the output voltages Vsn converters of the second converter stage DC- DC (23) secondary, so as to ensure the establishment of different voltages Vsn in a sequence for starting the programmable circuits and memories constituting the HUB (12). 7. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les convertisseurs constituant le premier et le second étages convertisseurs DC-DC (22, 23) sont synchronisés par une même fréquence choisie de façon à ne pas générer d’interférences électromagnétiques conduites et/ou rayonnées avec les éléments de l'antenne dans laquelle le HUB est intégré.7. Power supply module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the converters constituting the first and second stages DC-DC converters (22, 23) are synchronized by a same frequency chosen so as not to generating electromagnetic interference conducted and / or radiated with the elements of the antenna in which the HUB is integrated. 8. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réservoir d'énergie électrique amont et le réservoir d'énergie électrique aval sont deux dispositifs capacitifs.8. Power supply module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the upstream electrical energy reservoir and the downstream electrical energy reservoir are two capacitive devices. 9. Module d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est configuré pour mettre en oeuvre une phase de fonctionnement en mode nominal durant laquelle il assure l'alimentation des différents éléments du HUB (12) et une phase de fonctionnement en mode de démarrage transitoire, qui assure l'établissement progressif des tensions délivrées par le module, cette phase de fonctionnement en mode démarrage de comportant trois phases principales. - une première phase, qui consiste en l'établissement d’une tension shunt régulée Vreg ,de valeur faible, à partir du courant continu circulant sur la ligne d'alimentation générale (14) de l’antenne; la durée de cette première phase étant fonction du temps Tri nécessaire à l'obtention d'une tension Vreg parfaitement établie et stable, et du temps Ti nécessaire obtenir une charge du réservoir d’énergie amont suffisante pour assurer le démarrage et le fonctionnement nominal du premier étage de conversion DC-DC (22); - une deuxième phase qui consiste dans le démarrage du convertisseur DC-DC principal (22) après exécution de la première phase; la durée de cette deuxième phase étant fonction du temps Tr2 nécessaire à l'obtention d'une tension stabilisée VM en sortie de l'étage de conversion DC-DC principal (22), et du temps T2 nécessaire pour obtenir une charge du réservoir d’énergie aval suffisante pour assurer le démarrage et le fonctionnement nominal du second étage de conversion DC-DC (23); - une troisième phase qui consiste dans le démarrage des convertisseurs de l'étage de conversion DC-DC secondaires (23) chargé de la production des tensions Vsn, après exécution de la deuxième phase.9. Power supply module according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is configured to implement a nominal mode operating phase during which it provides power to the various elements of the HUB (12) and a phase of operation in transient startup mode, which ensures the progressive establishment of the voltages delivered by the module, this phase of operation in start mode comprising three main phases. - A first phase, which consists of establishing a regulated shunt voltage Vreg, low value, from the direct current flowing on the general power supply line (14) of the antenna; the duration of this first phase being a function of the time required for obtaining a Vreg voltage perfectly established and stable, and time Ti necessary to obtain a sufficient upstream energy reservoir load to ensure the start and nominal operation of the first DC-DC conversion stage (22); a second phase which consists in starting the main DC-DC converter (22) after execution of the first phase; the duration of this second phase being a function of the time Tr 2 required to obtain a stabilized voltage VM at the output of the main DC-DC conversion stage (22), and the time T2 necessary to obtain a charge of downstream energy sufficient to ensure the start and nominal operation of the second DC-DC conversion stage (23); a third phase which consists in starting the converters of the secondary DC-DC conversion stage (23) responsible for producing the voltages Vsn, after execution of the second phase.
FR1701252A 2017-11-28 2017-11-28 ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA Active FR3074365B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1701252A FR3074365B1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA
EP18804667.6A EP3718200A1 (en) 2017-11-28 2018-11-27 Electrical power supply system for the acquisition modules of a towed linear acoustic array
AU2018377971A AU2018377971B2 (en) 2017-11-28 2018-11-27 Electrical power supply system for the acquisition modules of a towed linear acoustic array
PCT/EP2018/082736 WO2019105951A1 (en) 2017-11-28 2018-11-27 Electrical power supply system for the acquisition modules of a towed linear acoustic array

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1701252A FR3074365B1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA
FR1701252 2017-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3074365A1 FR3074365A1 (en) 2019-05-31
FR3074365B1 true FR3074365B1 (en) 2019-11-08

Family

ID=61655815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1701252A Active FR3074365B1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3718200A1 (en)
AU (1) AU2018377971B2 (en)
FR (1) FR3074365B1 (en)
WO (1) WO2019105951A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490533A (en) * 2020-04-26 2020-08-04 中国科学院声学研究所 Underwater power supply suitable for constant-current power supply type seabed observation network

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114859426A (en) * 2022-04-20 2022-08-05 中国矿业大学 Electromagnetic detection transmitter system suitable for deep detection and control method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2706699B1 (en) * 1993-06-10 1995-09-15 Gec Alsthom T & D Sa Device for supplying a voltage to an electronic circuit, in particular to an electronic circuit associated with an intensity sensor placed on an electric line.
US8942012B2 (en) * 2012-01-31 2015-01-27 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a switched mode power supply controller device with an off mode and structure therefor
CN104377979B (en) * 2013-08-14 2018-03-16 南京博兰得电子科技有限公司 Inverter and its method of supplying power to and application

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490533A (en) * 2020-04-26 2020-08-04 中国科学院声学研究所 Underwater power supply suitable for constant-current power supply type seabed observation network
CN111490533B (en) * 2020-04-26 2020-12-29 中国科学院声学研究所 Underwater power supply suitable for constant-current power supply type seabed observation network

Also Published As

Publication number Publication date
FR3074365A1 (en) 2019-05-31
WO2019105951A1 (en) 2019-06-06
AU2018377971A1 (en) 2020-06-18
EP3718200A1 (en) 2020-10-07
AU2018377971B2 (en) 2023-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3074365B1 (en) ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR ACQUISITION MODULES OF A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA
EP2079148B1 (en) Electric circuit
CA2964672C (en) Hybrid propulsion system for a multi-engine aircraft
CA2587067C (en) Electrical power supply device for an aircraft
EP2783443B1 (en) Secured and regulated continuous power supply system with multiple inputs
FR2909233A1 (en) POWERING AN AIRCRAFT IN ELECTRICAL ENERGY
EP2363940A2 (en) DC power supply of an electric system and process
CA2619541A1 (en) Electrical supply circuit in an aircraft for electrical equipment, including a de-icing circuit
FR2910141A1 (en) Electric energy generating system for e.g. Rosetta space probe, has regulator regulating transconductances of direct voltage intermediate and supplementary converters so as to maximize power generated by photovoltaic solar generators
CA2897167A1 (en) Method and system for supplying an aircraft with electrical power
FR3010960A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING POWER ON BOARD A VEHICLE
EP2053720A1 (en) Voltage-compensation interface device with low storage of energy in capacitive form and electrical network comprising this device
FR3072653A1 (en) AIRCRAFT ELECTRICAL NETWORK
EP2073340B1 (en) Electricity supply system for a satellite
EP2079147A1 (en) Electric circuit
FR2899041A1 (en) SYSTEM FOR SUPPLYING A TRANSMISSION NETWORK, IN PARTICULAR SUBMARINE
EP0970556B1 (en) Low cost power supply device to a plurality of electronic modules installed in a compartment
FR3092948A1 (en) Electric system for synchronous propulsion channel
EP3717934A1 (en) System for generating redundant synchronisation signals
FR2972579A1 (en) METHOD FOR CONFIGURING AN ELECTRIC ENERGY CONVERSION INSTALLATION AND INSTALLATION USING SUCH A METHOD
WO2019197667A1 (en) System for supplying electrical energy to a conventionally powered submarine
FR2936220A1 (en) Power distribution system for airplane, has recuperative electrical energy storage units constituted by supercapacitors that are arranged at location of batteries, where supercapacitors are associated to ram air turbine
EP4203224A1 (en) Synchronization between mini-networks
FR3074304A1 (en) SYSTEM FOR COLLECTING AND DISPENSING SENSOR DATA IN A LINEAR ACOUSTIC LINEAR ANTENNA
FR3022214A1 (en) SUBMARINE ENGINE PROVIDED WITH ELECTRIC PROPULSION MEANS

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20190531

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7