WO2011121238A2 - Circuit électrique pour véhicule automobile muni d'un redresseur autonome - Google Patents

Circuit électrique pour véhicule automobile muni d'un redresseur autonome Download PDF

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WO2011121238A2
WO2011121238A2 PCT/FR2011/050712 FR2011050712W WO2011121238A2 WO 2011121238 A2 WO2011121238 A2 WO 2011121238A2 FR 2011050712 W FR2011050712 W FR 2011050712W WO 2011121238 A2 WO2011121238 A2 WO 2011121238A2
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capacitor
switch
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Bruno Hadjelis
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Valeo Systemes De Controle Moteur
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0081—Power supply means, e.g. to the switch driver

Definitions

  • the present invention relates to an electric circuit for a motor vehicle equipped with an autonomous rectifier and a method of manufacturing such an electric circuit.
  • starting a battery requires a large part of the energy provided by a battery - an amperage of the order of 200 to 800 amperes being required - so that in the electrical circuit of the vehicle usually powered by the battery, a voltage drop may occur.
  • the voltage supplied by a motor vehicle battery thus decreases from 12 V - required by a vehicle circuit - to 7 or 8 V during this starting phase of the engine.
  • Such a drop in voltage causes the malfunction of many equipment, so many comforts - such as radio or air conditioning - as driving - such as anti-lock braking system or braking assistance system - which is hardly acceptable.
  • a known device comprises a rectifier having many disadvantages.
  • a known rectifier is generally electromechanical and requires a significant importance that is not always available in the restricted space of a vehicle.
  • the known rectifiers have low efficiencies due to leakage of significant voltages in their operation, particularly at the switches required to activate / deactivate a rectifier as a function of the power supply present / present of a thermal engine.
  • the known rectifiers are generally controlled by means of controllers which may themselves have failures in case of insufficient voltage in the electrical circuit.
  • the present invention aims to solve at least one of these problems, the importance of which increases with the increasing use of "stop & go” system which stops the engines as soon as the vehicle is stopped for environmental reasons.
  • the present invention relates to an electric circuit for a motor vehicle intended to be connected to a battery supplying a supply to said electric circuit and to a thermal engine of said vehicle when it is started, this circuit being provided with a voltage rectifier.
  • said circuit for maintaining the voltage supplied by the battery to a satisfactory level when said battery feeds the starting of the engine characterized in that the rectifier comprises a switch, provided with a diode associated with a transistor, and an associated capacitor to a hysteresis oscillator, a first terminal of the capacitor being connected to a terminal of the switch, and a second terminal of the capacitor being connected to a control terminal of the transistor so that the transistor can alternate an on state with a state blocked corresponding, respectively, to a state of discharge or to a state of charge of said co ndensateur.
  • the rectifier of the electric circuit for a motor vehicle is autonomous and provides a booster voltage that keeps the electrical circuit at a satisfactory voltage.
  • the control of the transistor of the switch is performed with the capacitor associated with the hysteresis oscillator.
  • the control of the transistor is independent of the connections to an electrical network of the vehicle and does not use an external control device.
  • the back-up voltage supplied by the capacitor controls an on or off state of the transistor.
  • the switch has at its terminals a voltage drop of less than or equal to 10% of the battery voltage.
  • the voltage supplied by the autonomous rectifier alternates between two values, thanks to the hysteresis phenomenon on the capacitor, which makes it possible to maintain the voltage of the electric circuit stably and independent of small voltage variations.
  • the invention uses a rectifier whose switch function is implemented by a transistor, which has many advantages.
  • a silicon switch or transistor
  • circuit according to the invention may advantageously comprise one or more of the following additional characteristics, considered in isolation or in any technically feasible combination:
  • the diode is associated with the transistor by shunting so that, on the one hand, the first terminal of the switch corresponds to a first terminal of the diode and to the source of the transistor and, on the other hand, that a second terminal of the switch corresponds to a second terminal of the diode and the drain of the transistor.
  • control terminal of the transistor is the gate of the transistor.
  • the transistor is of the MOSFET type.
  • the hysteresis oscillator comprises induction means for implementing a step of storing energy in a magnetic circuit and a step of restitution of this energy.
  • the hysteresis oscillator comprises a device of the Flyback type.
  • the electrical circuit comprises a booster component in parallel with the rectifier.
  • the electrical circuit comprises an electromechanical relay.
  • the electrical circuit comprises means for supplying a voltage of between 4 and 8V, preferably between 5 and 7V, between the terminals of the switch.
  • the present invention also relates to a method for assembling an electric circuit for a motor vehicle intended to be connected to a battery supplying a supply to said electric circuit and to a thermal engine of said vehicle when it is started, this circuit being provided with a voltage rectifier, said circuit making it possible to maintain the voltage supplied by the battery to a satisfactory level when said battery supplies the starting of the heat engine, characterized in that it comprises the step of assembling a rectifier comprising a switch having a diode associated with a transistor and a capacitor associated with a hysteresis oscillator, such that a first terminal of the capacitor is connected to a terminal of the switch and a second terminal of the capacitor is connected to a control terminal of the transistor so that the transistor can alternate an on state with a corresponding off state, respe in a state of discharge or state of charge of said capacitor.
  • FIG. 1 a representation of the electrical components used in a rectifier according to the invention
  • FIGS. 5 and 6 embodiments of electrical circuits according to the invention
  • FIG. 7 an electrical diagram of a hysteresis block
  • FIG. 8 a graph showing the gate voltage of the transistor as a function of the voltage of the capacitor
  • a device according to the invention comprises a voltage rectifier 100, 200.
  • the device according to the invention makes it possible to maintain the voltage supplied by a battery to a satisfactory level when said battery supplies the starting of the heat engine and, as a result, has a drop in voltage.
  • the electric circuit comprises means for supplying a voltage between the terminals of the switch in order to bridge the voltage drop undergone by the transmission to the heat engine of a large part of the energy supplied by the drums.
  • the means are for example a booster and provide a voltage of 2.4V.
  • Such a rectifier 100, 200 provides a booster voltage of the order of
  • the rectifier 100, 200 is characterized in that it comprises a switch 102, provided with a diode 104 associated with a transistor 106, and a capacitor 108 associated with a hysteresis oscillator 1 10 such that than :
  • a first terminal 108i of the capacitor is connected to a first terminal 102i of the switch 102, and
  • a second terminal 108 3 of the capacitor is connected to a control terminal 106 3 of the transistor 106.
  • the diode 104 then alternates an on state with a blocked state corresponding, respectively, to a state of charge or a state of discharge of said capacitor 108.
  • the diode 104 is associated with the transistor 106 by shunting so that, on the one hand, the first terminal 102 of the switch 102 corresponds to a first terminal 104i of the diode and at the source 106i of the transistor 106.
  • a second terminal 102 2 of the switch 102 corresponds at a second terminal 104 2 of the diode 104 and at the drain 106 2 of the transistor.
  • the transistor 106 is for example of the MOSFET type, for "metal-oxide field effect transistor" in English.
  • control terminal 106 3 of the transistor, or gate is connected to the second terminal 108 3 of the condenser r.
  • the open or closed state of the transistor 106 is controlled by the charged or discharged state of the capacitor 108 as described later.
  • the transistor 106 is closed (or switched on) when the voltage across said capacitor 108 reaches the threshold voltage Vth for closing the transistor 106.
  • the use of the diode 104 makes it possible to maintain a cycle of closing and opening of the transistor 106 independently of any control signal.
  • this diode 104 follows a cycle in which alternates two states, passing or blocked, which controls the state in charge or discharge of the capacitor 108 and, indirectly, the closing and then the opening of the transistor 106, as described below.
  • FIGS. 2, 3 and 4 which respectively represent, in the same time axis, the voltage 202 (or Vd) between the terminals 102 1 and 102 2 of the switch 102, the voltage 204 (or Vcg) between the terminals of the capacitor 108 and the voltage 206 (or Vg) between the gate and the source of the Mosfet transistor 106.
  • Vd of the order of 0.6V between its terminals 104i and 104 2 and, consequently, between the terminals 102i and 102 2 of the switch 102 .
  • This voltage Vd causes a charge of the capacitor 108 since the terminal 108i of the capacitor 108 is connected to the terminal 102i of the switch 102 while the other terminal 108 2 of the capacitor 108 is connected to the output of an oscillator 1 10 ensuring a voltage difference Vcg between the two terminals of the capacitor 108.
  • this oscillator 1 comprises, for example, a device of the Flyback type implementing a storage step. of energy in a magnetic circuit and a step of restitution of this energy.
  • a collector current amplifies a base current which causes the occurrence of a voltage across the inductor 902 (or Np1) proportional to the product of the inductor 902 by the collector current.
  • the product of the inductor 902 by the collector current defines a first magnetic flux.
  • This voltage is found on a second coil 904 (or Np2) and adds to the voltage already existing between the terminals of the oscillator 1 10, locking the transistor 900 in the on state.
  • This current that is to say the collector current, ends up saturating the coil 904 which will have a magnetic flux variation in the opposite direction to the first magnetic flux, and induce an opposite voltage at the level of the coil 904 which will oppose the voltage between the terminals of the oscillator and block the transistor 900.
  • the blocking of the transistor 900 causes the transfer of the energy stored in the inductor 902 to the capacitance 108 (or Cg) through a diode D.
  • this oscillator 1 10 implements a hysteresis cycle, for example by means of a Schmidt trigger function, making it possible to modify the switching thresholds of a voltage of the order of 2V so that, As shown in Fig. 4, out of the initial cycle the capacitor charge occurs when a voltage of 5V is reached across its terminals and reaches a load of 7V.
  • the hysteresis cycle is for example implemented by a hysteresis block 120.
  • the operation of the hysteresis block 120 can be described as follows:
  • the voltage input Vcg across the capacitor 108, represents a reserve of energy Cg.
  • the control voltage Vg of the transistor is approximately at 0V, maintained by a resistor R27b.
  • the oscillator 1 1 0 sufficiently increases said voltage Vcg, the voltage Vgt between the gate and the source of the transistor M2 eventually exceeds the conduction threshold of said transistor M2 - located at 2V in this embodiment - which causes the conduction of a transistor M1 through the drain of M2.
  • This conduction of M1 causes the application of the voltage Vcg at the output (Vg) of the hysteresis block.
  • This output voltage Vg then controls, on the one hand, the closing of the controlled switch 1 02 and on the other hand, via a resistor R28, an increase in the control voltage Vgt of the transistor M2.
  • the voltage Vcg across the capacitor 108 is a back-up voltage which makes it possible to control the transistor 106 without using a control member or a source of voltage outside the rectifier 100, 200.
  • the slow discharge of the capacitor 108 causes a decrease in the voltage Vcg at its terminals, which must fall below the threshold set by the resistors R4, R25 and R28 to cause the blocking of the transistor M2 and, by consequently, the opening of the transistor M1 and the drop in the output voltage (Vg) which also causes a drop in the voltage Vgt and the locking of M2, that is to say the locking of the switch 1 02.
  • this charge of the capacitor 108 occurs until a voltage Vth, equal to the closing voltage of the transistor 106, is present between its terminals 1 08 i and 1 08 2 - for example the voltage Vth is equal to 7V.
  • the transistor 1 06 turns on and, therefore, closes the switch 1 02 without practically inducing a voltage drop.
  • the voltage drop induced by a MOSFET transistor when it is closed is of the order of 100 mV, which is very satisfactory for the application in question. While the voltage drop by the diode is of the order of 0.6V as shown in Figure 2.
  • the current flowing through the transistor 106 causes a discharge of the capacitor 108 whose voltage Vcg decreases.
  • the voltage Vcg is equal to the control voltage Vg between the gate and the source of the transistor 106.
  • the voltage Vcg decreases to a threshold defined by the hysteresis block 120.
  • the voltage Vg to terminals of the transistor 106 is then no longer equal to the voltage Vcg of the capacitor and becomes close to zero.
  • Transistor 106 goes to the open state and no longer lets current flow.
  • the capacitor 108 goes to a state of charge.
  • FIG. 5 shows an embodiment 101 of the invention implementing a booster 502, for example of the UCAP type, characterized by a capacitance of high value, here of the order of 600 Farad charged at 2.4V, which is brutally added to the + 12v battery network.
  • the battery 500 supplies an electrical network 700 of the vehicle.
  • the network comprises for example a heat engine, headlights, or air conditioning device.
  • the boost of the + 12V network by the Ucap assists the start-up or keeps the + 12v network at a compatible voltage level of the on-board equipment.
  • Such a booster 502 is put in series with a battery 500 for supplying the electrical circuit of the vehicle and a heat engine - not shown - at its start.
  • the booster 502 makes it possible to maintain the voltage supplied by the battery to a satisfactory level when said battery supplies the starting of a heat engine and, as a result, has a drop in voltage.
  • the booster 502 provides a voltage to bridge the voltage drop experienced by the transmission to the engine of a significant portion of the energy supplied by the battery.
  • the rectifier 100, 200 is implemented to ensure continuity in the power supply of the electrical circuit and at an acceptable voltage in the event of a fault or malfunction of the booster.
  • an embodiment 103 of the invention implements an electromechanical relay 600 making it possible, in an open position, to permanently open the switch 102 and, in a closed position, to provide a permanent closure of the switch
  • the rectifier 200 comprises the electromechanical relay 600 as illustrated in FIG.
  • this relay 600 has a non-volatile memory function which can be complementary to the use of a rectifier according to the invention.

Abstract

La présente invention concerne un circuit électrique pour véhicule automo- bile destiné à être relié à une batterie 500 fournissant une alimentation audit circuit électrique et à un moteur thermique dudit véhicule lors de son démar- rage, ce circuit étant muni d'un redresseur 100 de tension, ledit circuit per- mettant de combler la chute de tension lorsque ladite batterie 500 alimente le démarrage du moteur thermique, caractérisé en ce que le redresseur 100 comprend un interrupteur 102, muni d'une diode 104 associée à un transis- tor 106, et un condensateur 108 associé à un oscillateur 110 à hystérésis, une première borne 1081 du condensateur 108 étant reliée à une première borne 1021 de l'interrupteur, et une seconde borne 1083 du condensateur étant reliée à une borne 1063 de commande du transistor 106 de telle sorte que le transistor 106 puisse alterner un état passant avec un état bloqué correspondant, respectivement, à un état de décharge ou à un état de charge dudit condensateur 108.

Description

Circuit électrique pour véhicule automobile
muni d'un redresseur autonome
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un circuit électrique pour véhicule automobile muni d'un redresseur autonome ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel circuit électrique.
Il est connu de munir les véhicules automobiles d'un dispositif visant à fournir une alimentation électrique d'appoint à une batterie lorsque cette dernière fournie l'énergie nécessaire au démarrage d'un moteur thermique du véhicule.
De fait, le démarrage d'une batterie requiert une part importante de l'énergie fournie par une batterie - un ampérage de l'ordre de 200 à 800 ampères étant requis - de telle sorte que, dans le circuit électrique du véhicule habituellement alimenté par la batterie, une chute de tension peut se produire.
Typiquement, la tension fournie par une batterie de véhicule automobile diminue ainsi de 12 V - requis par un circuit de véhicule - à 7 ou 8 V lors de cette phase de démarrage du moteur thermique.
Une telle baisse de tension provoque le dysfonctionnement de nombreux équipements, tant de conforts - comme par exemple la radio ou la climatisation -, comme de conduite - comme par exemple le système antiblocage des roues ou le système d'assistance au freinage-, ce qui est difficilement acceptable.
Pour résoudre ce problème, il est connu d'associer à la batterie un dispositif visant à maintenir la tension du réseau électrique d'un véhicule automobile autour d'une valeur souhaitée, typiquement de 12V.
Toutefois, un dispositif connu comprend un redresseur présentant de nombreux inconvénients. Notamment, un redresseur connu est généralement électromécanique et requiert une place importance qui n'est pas toujours disponible dans l'espace restreint d'un véhicule. En outre, les redresseurs connus présentent des rendements faibles comptes tenus de fuites de tensions importantes dans leur fonctionnement, notamment au niveau des interrupteurs requis pour activer/désactiver un redresseur en fonction de l'alimentation absente/présente d'un moteur ther- mique.
De plus, les redresseurs connus sont généralement commandés au moyen de contrôleurs pouvant eux-mêmes présenter des défaillances en cas de tension insuffisante dans le circuit électrique.
La présente invention vise à résoudre au moins un de ces problèmes, dont l'importance augmente avec l'utilisation croissante de système « stop&go » qui arrête les moteurs thermiques dès que le véhicule est à l'arrêt pour des raisons environnementales.
C'est pourquoi, la présente invention concerne un circuit électrique pour véhicule automobile destiné à être relié à une batterie fournissant une alimentation audit circuit électrique et à un moteur thermique dudit véhicule lors de son démarrage, ce circuit étant muni d'un redresseur de tension, ledit circuit permettant de maintenir la tension fournie par la batterie à un niveau satisfaisant lorsque ladite batterie alimente le démarrage du moteur thermique, caractérisé en ce que le redresseur comprend un interrupteur, muni d'une diode associée à un transistor, et un condensateur associé à un oscillateur à hystérésis, une première borne du condensateur étant reliée à une borne de l'interrupteur, et une seconde borne du condensateur étant reliée à une borne de commande du transistor de telle sorte que le transistor puisse alterner un état passant avec un état bloqué correspondant, respectivement, à un état de décharge ou à un état de charge dudit condensateur.
Le redresseur du circuit électrique pour véhicule automobile est autonome et fournit une tension d'appoint qui permet de maintenir le circuit électrique à une tension satisfaisante. Autrement dit, la commande du transistor de l'interrupteur est réalisée avec le condensateur associé à l'oscillateur à hystérésis. Ainsi, la commande du transistor est indépendante des branchements à un réseau électrique du véhicule et ne fait pas appel à un organe de contrôle extérieur. En particulier, la tension d'appoint fournie par le condensateur commande un état passant ou bloqué du transistor. Lorsque la tension d'appoint commande un état passant du transistor, l'interrupteur présente à ses bornes une chute de tension inférieure ou égale à 10% de la tension de batterie.
D'autre part, la tension fournie par le redresseur autonome alterne en- tre deux valeurs, grâce au phénomène d'hystérésis sur le condensateur, ce qui permet de maintenir la tension du circuit électrique de façon stable et indépendante de faibles variations de tension.
En outre, l'invention met en œuvre un redresseur dont la fonction d'interrupteur est mise en oeuvre par un transistor, ce qui présente de nom- breux avantages. Par exemple, un interrupteur au silicium (ou transistor) présente des fuites et des chutes de tension relativement faibles, inférieures à 100 mV, lors de son fonctionnement, ce qui améliore le rendement du redresseur.
Finalement, il convient de noter que l'espace requis par un transistor est très faible par comparaison à un relais électromécanique, ce qui représente un gain de place dans l'installation du circuit à bord d'un véhicule.
Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées, le circuit selon l'invention peut avantageusement comporter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires suivantes, considérées de ma- nière isolée ou selon toute combinaison techniquement réalisable :
- la diode est associée au transistor par une mise en dérivation de telle sorte que, d'une part, la première borne de l'interrupteur correspond à une première borne de la diode et à la source du transistor et, d'autre part, qu'une seconde borne de l'interrupteur correspond à une seconde borne de la diode et au drain du transistor.
- la borne de commande du transistor est la grille du transistor.
- le transistor est du type MOSFET.
- l'oscillateur à hystérésis comprend des moyens à induction pour mettre en œuvre une étape de stockage d'énergie dans un circuit magnéti- que et une étape de restitution de cette énergie.
- l'oscillateur à hystérésis comprend un dispositif du type Flyback.
- le circuit électrique comprend un composant survolteur en parallèle au redresseur. - le circuit électrique comprend un relais électromécanique.
- le circuit électrique comprend des moyens pour fournir une tension comprise entre 4 et 8V, de préférence entre 5 et 7V, entre les bornes de l'interrupteur.
La présente invention se rapporte également à un procédé d'assemblage d'un circuit électrique pour véhicule automobile destiné à être relié à une batterie fournissant une alimentation audit circuit électrique et à un moteur thermique dudit véhicule lors de son démarrage, ce circuit étant muni d'un redresseur de tension, ledit circuit permettant de maintenir la ten- sion fournie par la batterie à un niveau satisfaisant lorsque ladite batterie alimente le démarrage du moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'assembler un redresseur comprenant un interrupteur muni d'une diode associée à un transistor et un condensateur associé à un oscillateur à hystérésis, de telle sorte qu'une première borne du condensateur soit reliée à une borne de l'interrupteur et qu'une seconde borne du condensateur soit reliée à une borne de commande du transistor afin que le transistor puisse alterner un état passant avec un état bloqué correspondant, respectivement, à un état de décharge ou à un état de charge dudit condensateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux différentes figures annexées qui montrent :
- à la figure 1 , une représentation des composants électriques mis en œuvre dans un redresseur conforme à l'invention,
- aux figures 2, 3 et 4, des mesures de différents paramètres mesurés dans le redresseur décrit à la figure 1 ,
- aux figures 5 et 6, des réalisations de circuits électriques conformes à l'invention,
- à la figure 7, un schéma électrique d'un bloc à hystérésis,
- à la figure 8, un graphe présentant la tension de grille du transistor en fonction de la tension du condensateur, et
- à la figure 9, un oscillateur comprenant un dispositif de type flyback. Description des formes de réalisation préférées de l'invention
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
En référence à la figure 1 , un dispositif conforme à l'invention comprend un redresseur 100, 200 de tension. Le dispositif conforme à l'invention permet de maintenir la tension fournie par une batterie à un niveau satisfaisant lorsque ladite batterie alimente le démarrage du moteur thermique et, de ce fait, présente une baisse de tension. Ceci est en particulier le cas lorsque le circuit électrique comprend des moyens pour fournir une tension entre les bornes de l'interrupteur afin de combler la chute de tension subie par la transmission au moteur thermique d'une part importante de l'énergie fournie par la batterie. Les moyens sont par exemple un survolteur et fournissent une tension de 2,4V.
Un tel redresseur 100, 200 fournit une tension d'appoint de l'ordre de
5 à 7V environ pour commander le transistor 106.
Conformément à l'invention, le redresseur 100, 200 est caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur 102, muni d'une diode 104 associée à un transistor 106, et un condensateur 108 associé à un oscillateur à hystérésis 1 10 de telle sorte que :
- une première borne 108i du condensateur est reliée à une première borne 102i de l'interrupteur 102, et
- une seconde borne 1083 du condensateur est reliée à une borne 1063 de commande du transistor 106.
Comme expliqué en détail ci-dessous, la diode 104 alterne alors un état passant avec un état bloqué correspondant, respectivement, à un état de charge ou à un état de décharge dudit condensateur 108.
Plus précisément, il convient de noter que, dans cette réalisation, la diode 104 est associée au transistor 106 par une mise en dérivation de telle sorte que, d'une part, la première borne 102 de l'interrupteur 102 correspond à une première borne 104i de la diode et à la source 106i du transistor 106.
D'autre part, une seconde borne 1022 de l'interrupteur 102 correspond à une seconde borne 1042 de la diode 104 et au drain 1062 du transistor.
En outre, il convient de noter que le transistor 106 est par exemple du type MOSFET, pour « metal-oxyde field effect transistor » en anglais.
Finalement, comme déjà indiqué, la borne 1063 de commande du transistor, ou grille, est reliée à la deuxième borne 1083 du condensateu r.
Dès lors, l'état ouvert ou fermé du transistor 106 est commandé par l'état chargé ou déchargé du condensateur 108 comme décrit ultérieurement.
Ainsi le transistor 106 est fermé (ou passant) lorsque la tension aux bornes dudit condensateur 108 atteint la tension seuil Vth de fermeture du transistor 106.
Par ailleurs, l'utilisation de la diode 104 permet de maintenir un cycle de fermeture et d'ouverture du transistor 106 indépendamment de tout signal de commande.
En effet, cette diode 104 suit un cycle dans lequel alterne deux états, passant ou bloqué, qui commande l'état en charge ou décharge du condensateur 108 et, indirectement, la fermeture puis l'ouverture du transistor 106, comme décrit ci-dessous en référence aux figures 2, 3 et 4 qui représentent respectivement, selon un même axe de temps, la tension 202 (ou Vd) entre les bornes 1021 et 1022 de l'interrupteur 102, la tension 204 (ou Vcg) entre les bornes du condensateur 108 et la tension 206 (ou Vg) entre la grille et la source du transistor Mosfet 106.
En considérant dans un premier temps que la diode 104 est passante, il existe une tension Vd de l'ordre de 0,6V entre ses bornes 104i et 1042 et, par conséquent, entre les bornes 102i et 1022 de l'interrupteur 102.
Cette tension Vd entraîne une charge du condensateur 108 puisque la borne 108i du condensateur 108 est reliée à la borne 102i de l'interrupteur 102 tandis que l'autre borne 1082 du condensateur 108 est reliée à la sortie d'un oscillateur 1 10 assurant une différence de tension Vcg entre les deux bornes du condensateur 108.
Plus précisément, cet oscillateur 1 10 comprend par exemple un dispositif du type Flyback mettant en œuvre une étape de stockage d'énergie dans un circuit magnétique et une étape de restitution de cette énergie.
En référence à la figure 9, le fonctionnement du dispositif Flyback de l'oscillateur 1 10 peut être décrit de la manière suivante :
L'apparition d'une tension positive de 0,6V sur la borne 108i du condensateur 108 entraîne la conduction de la base d'un transistor 900 (ou T) puis de son collecteur C, l'émetteur E étant relié à la masse.
Un courant de collecteur amplifie un courant de base ce qui entraîne l'apparition d'une tension aux bornes de l'inductance 902 (ou Np1 ) proportionnelle au produit de l'inductance 902 par le courant de collecteur. Le produit de l'inductance 902 par le courant de collecteur définit un premier flux magnétique. Cette tension se retrouve sur une seconde bobine 904 (ou Np2) et s'additionne à la tension déjà existante entre les bornes de l'oscillateur 1 10, verrouillant le transistor 900 à l'état passant.
Ce courant, c'est-à-dire le courant de collecteur, finit par saturer la bobine 904 qui va présenter une variation de flux magnétique de sens opposé au premier flux magnétique, et induire une tension opposée au niveau de la bobine 904 qui va s'opposer à la tension entre les bornes de l'oscillateur et bloquer le transistor 900.
Le blocage du transistor 900 entraîne le transfert de l'énergie stockée dans l'inductance 902 vers la capacité 108 (ou Cg) à travers une diode D.
Par ailleurs, cet oscillateur 1 10 met en œuvre un cycle d'hystérésis, par exemple au moyen d'une fonction trigger de Schmidt, permettant de modifier les seuils de basculement d'une tension de l'ordre de 2V de telle sorte que, comme montré sur la figure 4, hors du cycle initial la charge du condensateur se produit lorsqu'une tension de 5V est atteinte entre ses bornes et atteint une charge de 7V. Le cycle d'hystérésis est par exemple mis en œuvre par un bloc à hystérésis 120.
En référence aux figures 7 et 8, le fonctionnement du bloc à hystérésis 120 peut être décrit de la manière suivante:
L'entrée en tension Vcg, aux bornes du condensateur 108, représente une réserve d'énergie Cg. Durant la recharge dudit condensateur 108 par l'oscillateur 1 10, la tension Vg de contrôle du transistor est environ à 0V, maintenue par une résistance R27b. Lorsque l'oscillateur 1 1 0 accroît suffisamment ladite tension Vcg, la tension Vgt entre la grille et la source du transistor M2 finit par dépasser le seuil de conduction dudit transistor M2 - situé à 2V dans cette réalisation - ce qui entraîne la conduction d'un transistor M1 à travers le drain de M2.
Cette conduction de M1 entraîne l'application de la tension Vcg à la sortie (Vg) du bloc à hystérésis. Cette tension Vg de sortie commande alors, d'une part, la fermeture de l'interrupteur commandé 1 02 et d'autre part, via une résistance R28, une augmentation de la tension Vgt de commande du transistor M2.
Cet accroissement de tension de Vg, passant de 0V à Vcg, entraîne le verrouillage de ladite tension Vg sur la valeur Vcg. La tension Vcg aux bornes du condensateur 1 08 est une tension d'appoint qui permet de commander le transistor 1 06 sans faire appel à un organe de contrôle ou à une source de tension extérieurs au redresseur 1 00, 200.
Par ailleurs, la décharge lente du condensateur 1 08 (Cg) entraîne une diminution de la tension Vcg à ses bornes, qui devra descendre en dessous du seuil fixé par les résistances R4, R25 et R28 pour entraîner le blocage du transistor M2 et, par conséquent, l'ouverture du transistor M1 et la chute de la tension en sortie (Vg) qui entraîne également une chute de la tension Vgt et le verrouillage de M2, c'est-à-dire le verrouillage de l'interrupteur 1 02.
Comme précédemment indiqué, cette charge du condensateur 1 08 se produit jusqu'à ce qu'une tension Vth, égale à la tension de fermeture du transistor 106, soit présente entre ses bornes 1 08 i et 1 082- Par exemple la tension Vth est égale à 7V.
Dans ce cas, le transistor 1 06 devient passant et, par conséquent, ferme l'interrupteur 1 02 sans induire, de façon pratique, de chute de tension.
De fait, la chute de tension induite par un transistor MOSFET lors de sa fermeture est de l'ordre de 1 00 mV, ce qui est très satisfaisant pour l'application considérée. Alors que la chute de tension par la diode est de l'ordre de 0,6V comme indiqué en figure 2.
Par ailleurs, le courant traversant le transistor 106 entraîne une décharge du condensateur 1 08 dont la tension Vcg diminue. Comme expliqué précédemment, dans cette partie du cycle la tension Vcg est égale à la tension de commande Vg entre la grille et la source du transistor 106. La tension Vcg diminue jusqu'à un seuil défini par le bloc à hystérésis 120. La tension Vg aux bornes du transistor 106 n'est alors plus égale à la tension Vcg du condensateur et devient proche de zéro. Le transistor 106 passe à l'état ouvert et ne laisse plus passer de courant. Le condensateur 108 passe à un état de charge.
En référence à la figure 5 est représentée une réalisation 101 de l'invention mettant en œuvre un survolteur 502, par exemple du type UCAP caractérisé par une capacité de forte valeur, ici de l'ordre de 600 Farad chargée sous 2,4V, qui est brutalement additionnée au réseau batterie +12v. La batterie 500 alimente un réseau électrique 700 du véhicule. Le réseau comprend par exemple un moteur thermique, des phares, ou dispositif de climatisation. En phase de démarrage le survoltage du réseau +12V par l'Ucap assiste le démarrage ou permet de maintenir le réseau +12v à un niveau de tension compatible des équipements de bord.
Un tel survolteur 502 est mis en série avec une batterie 500 destinée à alimenter le circuit électrique du véhicule et un moteur thermique -non représenté - à son démarrage.
Le survolteur 502 permet de maintenir la tension fournie par la batterie à un niveau satisfaisant lorsque ladite batterie alimente le démarrage d'un moteur thermique et, de ce fait, présente une baisse de tension. Le survolteur 502 fournit une tension afin de combler la chute de tension subie par la transmission au moteur thermique d'une part importante de l'énergie fournie par la batterie.
Dans ce cas, le redresseur 100, 200 est mis en œuvre pour assurer une continuité dans l'alimentation du circuit électrique et à une tension acceptable en cas de panne ou de dysfonctionnement du survolteur.
En référence à la figure 6, une réalisation 103 de l'invention met en œuvre un relais électromécanique 600 permettant, dans une position ouverte, d'assurer une ouverture permanente de l'interrupteur 102 et, dans une position fermée, d'assurer une fermeture permanente de l'interrupteur En particulier, le redresseur 200 comprend le relais électromécanique 600 tel qu'illustré en figure 6.
Ainsi, ce relais 600 a une fonction de mémoire non volatile qui peut être complémentaire de l'utilisation d'un redresseur conforme à l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Circuit électrique (101 , 103) pour véhicule automobile destiné à être relié à une batterie (500) fournissant une alimentation audit circuit électrique et à un moteur thermique dudit véhicule lors de son démarrage, ce circuit (101 , 103) étant muni d'un redresseur (100, 200) de tension, ledit circuit permettant de combler la chute de tension lorsque ladite batterie (500) alimente le démarrage du moteur thermique, caractérisé en ce que le redresseur (100, 200) comprend un interrup- teur (102) muni d'une diode (104) associée à un transistor (106), et un condensateur (108) associé à un oscillateur (1 10) à hystérésis, une première borne (108i) du condensateur (108) étant reliée à une première borne (102-,) de l'interrupteur, et une seconde borne (1083) du condensateur étant reliée à une borne (1063) de commande du transistor (106), le transistor (106) alternant un état passant avec un état bloqué correspondant, respectivement, à un état de décharge ou à un état de charge dudit condensateur (108).
2. Circuit électrique (101 , 103) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la diode (104) est associée au transistor (106) par une mise en dérivation de telle sorte que, d'une part, la première borne (102-i) de l'interrupteur (102) correspond à une première borne (104-,) de la diode (104) et à la source (106i) du transistor (106) et, d'autre part, qu'une seconde borne (1022) de l'interrupteur (102) correspond à une seconde borne (1042) de la diode (104) et au drain (1062) du transis- tor (106).
3. Circuit électrique (101 , 103) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la borne (1063) de commande du transistor (106) est la grille du transistor (106).
4. Circuit électrique (101 , 103) selon l'une des revendications 1 , 2 ou 3 caractérisé en ce que le transistor (106) est du type MOSFET.
5. Circuit électrique (101 , 103) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'oscillateur à hystérésis (1 10) comprend des moyens à induction pour mettre en œuvre une étape de stockage d'énergie dans un circuit magnétique et une étape de restitution de cette énergie.
. Circuit électrique (101 , 103) selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'oscillateur à hystérésis (1 10) comprend un dispositif du type Flyback.
. Circuit électrique (101 ) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un composant survolteur (502) en parallèle au redresseur (100, 200).
. Circuit électrique (103) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un relais électromécanique (600).
. Circuit électrique (101 , 103) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour fournir une tension comprise entre 4 et 8V, de préférence entre 5 et 7V, entre les bornes de l'interrupteur (102).
0. Procédé d'assemblage d'un circuit électrique (101 , 103) pour véhicule automobile destiné à être relié à une batterie (500) fournissant une alimentation audit circuit électrique et à un moteur thermique dudit véhicule lors de son démarrage, ce circuit (101 , 103) étant muni d'un redresseur (100, 200) de tension permettant de combler la chute de tension lorsque ladite batterie (500) alimente le démarrage du moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'assembler un redresseur (100, 200), comprenant un interrupteur (102) muni d'une diode (104) associée à un transistor (106), et un condensateur (108) associé à un oscillateur à hystérésis (1 10), de telle sorte qu'une première borne (108i) du condensateur (108) soit reliée à une borne (102-i) de l'interrupteur et qu'une seconde borne (1083) du condensateur soit reliée à une borne (1063) de commande du transistor (106) afin que le transistor (106) puisse alterner un état passant avec un état bloqué correspondant, respectivement, à un état de décharge ou à un état de charge dudit condensateur (108).
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