FR2572861A1 - Device for permanently supplying an electrical circuit with low current consumption - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'ALIMENTATION PERMANENTE D'UN CIRCUIT
ELECTRIQUE A FAIBLE CONSOMMATION DE COURANT
La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation permanente d'un circuit électrique à faible consommation de courant. Ce dispositif trouve une application avantageuse dans les circuits électroniques, notamment numériques, pour l'alimentation continue d'un circuit de mémorisation de données lorsque l'appareil contenant ledit circuit n'est pas lui-meme sous tension. Le dispositif de l'invention vise à l'alimentation continue des circuits électroniques à faible consommation de courant,tels que par exemple les mémoires vives en technologie CMOS, avec une autonomie d'alimentation supérieure à un mois en l'absence d'alimentation du circuit par l'alimentation principale de l'appareil.DEVICE FOR PERMANENTLY SUPPLYING A CIRCUIT
ELECTRICAL WITH LOW CURRENT CONSUMPTION
The present invention relates to a device for permanently supplying an electrical circuit with low current consumption. This device finds an advantageous application in electronic circuits, in particular digital circuits, for the continuous supply of a data storage circuit when the device containing said circuit is not itself energized. The device of the invention aims at the continuous supply of electronic circuits with low current consumption, such as for example random access memories in CMOS technology, with a supply autonomy greater than one month in the absence of supply of the circuit by the main supply of the device.
L'utilisation de micro-processeurs et de circuits associés tels que les mémoires vives, est de plus en plus courante, meme dans les appareils de la vie quotidienne. Ainsi, par exemple, il existe depuis quelques années, des postes téléphoniques à mémoire. The use of microprocessors and associated circuits such as random access memories is becoming more and more common, even in everyday devices. Thus, for example, there have been memory telephones for several years.
Cette mémoire est de type volatile et sert à mémoriser pendant une courte durée de temps un numéro à rappeler, et sert également à mémoriser de manière permanente -un ensemble de numéros de téléphones constituant un agenda électronique de l'abonné. Cet agenda électronqiue doit être mémorisé sur une mémoire vive, c'est-à-dire accessible aussi bien en lecture qu'en écriture, de façon à pouvoir ajouter, retrancher ou modifier les numéros téléphoniques contenus dans cette mémoire. This memory is of volatile type and is used to memorize for a short period of time a number to call back, and also serves to memorize permanently - a set of telephone numbers constituting an electronic agenda of the subscriber. This electronic agenda must be stored on a random access memory, that is to say accessible both in reading and in writing, so as to be able to add, subtract or modify the telephone numbers contained in this memory.
Or, aucun courant, aussi faible soit-il, ne doit être prélevé de la ligne téléphonique en dehors des périodes de trafic. Il est donc nécessaire d'adjoindre au poste téléphonique un dispositif d'alimentation permanente de la mémoire vive. However, no current, however weak, should be taken from the telephone line outside of periods of traffic. It is therefore necessary to add to the telephone set a device for permanently supplying the RAM.
Selon L'art connu, cette alimentation permanente est réalisée par l'utilisation de piles au lithium soudées ou encliquetées. Cette solution n'est pas sans poser d'importants problèmes d'exploitation. According to known art, this permanent supply is achieved by the use of welded or snapped-on lithium batteries. This solution is not without significant operating problems.
Un premier problème tient au fait que la pile est mise en place lors de la fabrication du poste téléphonique. Il en résulte donc une consommation prématurée et inutile de la pile qui se traduit notamment par un problème de gestion des stocks de postes té lé- phoniques. A first problem is that the battery is put in place during the manufacture of the telephone set. This therefore results in premature and unnecessary consumption of the battery, which is reflected in particular by a problem in managing the stocks of telephone sets.
Par ailleurs, la durée de vie d'une pile est très incertaine. Elle dépend en effet de la consommation des mémoires, qui présentent par elLes-mêmes une grande dispersion, et elle dépend également très fortement de la température. La durée de vie de la pile n'étant pas connue, celle-ci est remplacée soit trop rapidement, ce qui entraîne un gaspillage, soit trop tardivement, ce qui est préjudiciable à l'intégrité du contenu de la mémoire. Furthermore, the life of a battery is very uncertain. It depends in fact on the consumption of the memories, which by themselves present a great dispersion, and it also depends very strongly on the temperature. The life of the battery is not known, it is replaced either too quickly, which leads to waste, or too late, which is detrimental to the integrity of the content of the memory.
De plus, lorsque la pile est usagée, son remplacement peut être délicat et sujet à un dérangement du poste téléphonique, notamment si le remplacement est effectué par l'usager. Enfin, le lithium étant un métal toxique, il est nécessaire de prévoir des moyens de récupération des piles usagées pour éviter toute pollution. In addition, when the battery is used, its replacement can be delicate and subject to a disturbance of the telephone set, especially if the replacement is made by the user. Finally, since lithium is a toxic metal, it is necessary to provide means for recovering used batteries to avoid any pollution.
Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients présentés par l'usage des piles au lithium pour l'alimentation permanente des circuits à faible consommation de courant, tels que les mémoires électroniques. L'invention a également pour objectif de garantir une autonomie d'alimentation supérieure à un mois dans le cas d'absence de tout autre alimentation extérieure, et de préserver en permanence l'alimentation du circuit dans le cas ou une alimentation extérieure est susceptible d'être substituée, plus ou moins périodiquement, au dispositif d'alimentation de l'invention. The object of the invention is to remedy the drawbacks presented by the use of lithium batteries for the permanent supply of circuits with low current consumption, such as electronic memories. The invention also aims to guarantee a supply autonomy greater than one month in the absence of any other external supply, and to permanently preserve the supply to the circuit in the event that an external supply is liable to 'be substituted, more or less periodically, the feed device of the invention.
Dans le cas particulier du poste téléphonique à mémoire evoqué ci-dessus, le but de l'invention est de disposer d'un dispositif d'alimentation ayant une durée de vie équivalente au poste téléphonique lui-même, supprimant ainsi tout problème de remplacement des piLes
De manière précise, l'invention a pour-objet un dispositif d'alimentation permanente d'un circuit électrique à faible consommation de courant, ledit circuit comprenant une borne d'entrée de courant et une borne de sortie de courant, ledit dispositif comprenant en série un générateur photovoltaique comprenant des cellules au silicium amorphe et une diode
Schottky reliés aux bornes du circuit, ladite diode laissant passer le courant délivré par ledit générateur photovoltaique, et un élément de stockage de charges électriques disposé aux bornes dudit circuit.In the particular case of the memory telephone set mentioned above, the aim of the invention is to have a power supply device having a lifetime equivalent to the telephone set itself, thus eliminating any problem of replacing the Battery
Specifically, the invention relates to a device for permanently supplying an electrical circuit with low current consumption, said circuit comprising a current input terminal and a current output terminal, said device comprising series a photovoltaic generator comprising amorphous silicon cells and a diode
Schottky connected to the terminals of the circuit, said diode allowing the current delivered by said photovoltaic generator to pass, and an element for storing electrical charges arranged at the terminals of said circuit.
La diode a pour rôle d'interdire toute circulation de courant de l'élément de stockage vers le générateur photovo-ltalque. The role of the diode is to prevent any flow of current from the storage element to the photovoltaic generator.
Le générateur photovoltaique est constitué de cellules au silicium amorphe , ce type de cellule présente l'avantage d'avoir un rendement pratiquement constant, même sous des écLairements très faibles. La diode de Schottky est intéressante car sa chute de tension directe est très faible. The photovoltaic generator is made up of amorphous silicon cells, this type of cell has the advantage of having a practically constant efficiency, even under very low lighting. The Schottky diode is interesting because its direct voltage drop is very small.
Selon des modes de réalisation préférés, l'élément de stockage est constitué soit d'un condensateur de grande capacité, soit d'un accumulateur nickel-cadmium
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif, mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 représente le circuit électrique schématique du dispositif d'aLimentation permanente de l'invention,
- la figure 2 iLlustre un poste téléphonique à mémoire équipe du dispositif d'alimentation permanente de l'invention.According to preferred embodiments, the storage element consists either of a large capacity capacitor or of a nickel-cadmium accumulator
The characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given by way of illustration, but not limitation, with reference to the appended drawings, in which
FIG. 1 represents the schematic electrical circuit of the permanent power supply device of the invention,
- Figure 2 iLlustre a memory telephone set equipped with the permanent power supply device of the invention.
Sur la figure 1, la référence 2 indique le dispositif d'alimentation permanente de l'invention et la référence 4 le circuit électrique à faible consommation de courant à alimenter. Ce circuit comprend une borne d'entrée de courant E et une borne de sortie de courant S. Pour un circuit électrique constitué d'une mémoire vive (RAM) en technologie CMOS, la consommation de courant est très faible. Elle est comprise entre 20 et 100 nA et la tension de fonctionnement de ce circuit est comprise entre 2 et 5 Volts. In FIG. 1, the reference 2 indicates the permanent power supply device of the invention and the reference 4 the electrical circuit with low current consumption to be supplied. This circuit includes a current input terminal E and a current output terminal S. For an electrical circuit consisting of a random access memory (RAM) in CMOS technology, the current consumption is very low. It is between 20 and 100 nA and the operating voltage of this circuit is between 2 and 5 Volts.
Ce circuit est aLimenté, selon l'invention, par un dispositif comprenant principalement un générateur photovoltaique 6 -et un élément de stockage 8. This circuit is powered, according to the invention, by a device mainly comprising a photovoltaic generator 6 -and a storage element 8.
L'élément de stockage 8 est disposé aux bornes du circuit 4. Ces deux- éLéments sont aLimentés par le générateur photovoltaique 6 ; ils reçoivent respectivement un courant i et un courant Ic. Pour éviter la décharge de l'élément de stockage 8 vers le générateur photovoltaique 6, une diode 10 est disposée entre le générateur photovoltaSque et l'élément de stockage 8.The storage element 8 is placed at the terminals of the circuit 4. These two elements are powered by the photovoltaic generator 6; they respectively receive a current i and a current Ic. To avoid the discharge of the storage element 8 to the photovoltaic generator 6, a diode 10 is disposed between the photovoltaic generator and the storage element 8.
Les conditions d'utilisation du circuit 4 peuvent être très variées, notamment lorsque ce circuit est une mémoire d'un poste téléphonique à mémoire. Ce dernier peut en effet être disposé dans un local, parfois faiblement écLairé. Il importe donc que
Le générateur photovoltaique fonctionne même sous un très faible éclairement. The conditions of use of circuit 4 can be very varied, in particular when this circuit is a memory of a memory telephone set. The latter can indeed be placed in a room, sometimes dimly lit. It is therefore important that
The photovoltaic generator even works in very low light.
De préférence, on utilise des cellules photovoltaiques ayant un rendement pratiquement constant même sous des éclairements très faibles. On peut par exemple utiliser des cellules photovoltaiques au silicium amorphe. Une telle cellule produit un courant de 0,8 mA/cm2 et 0,69 V sous 10 000 lux, et 8 C1A/cm et 0,57 V sous 100 lux. Preferably, photovoltaic cells having a practically constant efficiency are used even under very low illuminations. One can for example use photovoltaic cells with amorphous silicon. Such a cell produces a current of 0.8 mA / cm2 and 0.69 V at 10,000 lux, and 8 C1A / cm and 0.57 V at 100 lux.
L'élément de stockage doit pouvoir être chargé avec un débit très faible. IL doit donc avoir un courant d'auto-décharge extrêmement faible. The storage element must be able to be loaded with a very low flow rate. It must therefore have an extremely low self-discharge current.
Selon un premier mode préféré de réalisation, cet élément de stockage est constitué d'un condensateur. Ce condensateur doit avoir une capacité élevée et, dans la plupart des applications, occuper un volume faible. On peut avantageusement utiliser un condensateur de type Supercap (marque déposée) produit par la société NEC, ayant une capacité de 0,1 F avec une tension de service de 5 Volts et n'occupant qu'un 3 volume de 4 cm . Un tel condensateur peut fournir un courant de 100 nA pendant un mois, sa tension passant de 5 Volts à 2 Volts. According to a first preferred embodiment, this storage element consists of a capacitor. This capacitor must have a high capacity and, in most applications, occupy a low volume. It is advantageous to use a Supercap type capacitor (registered trademark) produced by the company NEC, having a capacity of 0.1 F with an operating voltage of 5 Volts and occupying only a 3 volume of 4 cm. Such a capacitor can supply a current of 100 nA for one month, its voltage going from 5 Volts to 2 Volts.
Selon un autre mode préféré de réalisation, l'élément de stockage peut être constitué d'un accumumateur NiCd à très faible courant d'auto-décharge, tet que l'accumulateur du type "MEMOGUARD" produit par la
Société SAFT.According to another preferred embodiment, the storage element can consist of a NiCd accumulator with very low self-discharge current, such as the accumulator of the "MEMOGUARD" type produced by the
SAFT Company.
En ce qui concerne la diode 10, il est souhaitable que sa chute de tension directe soit La plus faible possible. On peut donc utiliser avantageusement une diode de type Schottky dont la chute de tension directe reste inférieure à 0,2 Volt pour un courant de 1 mA. With regard to the diode 10, it is desirable that its forward voltage drop is as small as possible. It is therefore advantageous to use a Schottky type diode whose direct voltage drop remains less than 0.2 Volt for a current of 1 mA.
Le dispositif représente sur la figure 1 réalise une alimentation permanente du circuit 4. The device represented in FIG. 1 provides a permanent supply for circuit 4.
Lorsque l'intensité Lumineuse est suffisante, par exemple supérieure à 100 lux dans le cas de l'utilisation d'un générateur photovoltaique au silicium amorphe, le générateur photovoltaique réalise simultanément l'alimentation du circuit 4 sous une tension comprise entre 2 et 5 Volts et le maintien en charge de l'élément de stockage. En l'absence d'éclairement suf fisant, le courant I d'alimentation du circuit 4 est
c fourni par l'élément de stockage, et cela pendant une durée supérieure à 1 mois dans le cas de fonctionnement en obscurité totale.When the light intensity is sufficient, for example greater than 100 lux in the case of the use of a photovoltaic generator with amorphous silicon, the photovoltaic generator simultaneously supplies power to circuit 4 at a voltage between 2 and 5 volts and maintaining the storage element in charge. In the absence of sufficient lighting, the supply current I of circuit 4 is
c provided by the storage element, and this for a period greater than 1 month in the case of operation in total darkness.
La figure 2 illustre l'implantation du générateur photovoltaique sur un poste téléphonique à mémoire. Le dispositif de l'invention réalise l'alimentation permanente de la mémoire vive du poste téléphonique. FIG. 2 illustrates the installation of the photovoltaic generator on a memory telephone set. The device of the invention carries out the permanent supply of the random access memory of the telephone set.
Le générateur photovoltaique est placé de manière à recevoir le maximum d'éclairement. Il peut être disposé par exemple sur la face avant du poste téléphonique 12. The photovoltaic generator is placed so as to receive the maximum illumination. It can be arranged for example on the front face of the telephone set 12.
Sur la figure 2, le générateur photovoltaique est composé de cellules 14 au silicium amorphe 2 ayant chacune une surface d'environ 1 cl , montées en série. L'élément de stockage (non visible sur la figure) constitué soit d'un condensateur, soit d'un accumulateur NiCd prend les lieu et place de la pile au
lithium utilisée dans les appareils connus. In FIG. 2, the photovoltaic generator is composed of cells 14 of amorphous silicon 2 each having an area of around 1 cl, connected in series. The storage element (not visible in the figure) consisting of either a capacitor or a NiCd accumulator takes the place of the battery at
lithium used in known devices.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8416947A FR2572861B1 (en) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | DEVICE FOR THE PERMANENT SUPPLY OF AN ELECTRIC CIRCUIT WITH LOW CURRENT CONSUMPTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8416947A FR2572861B1 (en) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | DEVICE FOR THE PERMANENT SUPPLY OF AN ELECTRIC CIRCUIT WITH LOW CURRENT CONSUMPTION |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2572861A1 true FR2572861A1 (en) | 1986-05-09 |
| FR2572861B1 FR2572861B1 (en) | 1987-04-30 |
Family
ID=9309346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8416947A Expired FR2572861B1 (en) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | DEVICE FOR THE PERMANENT SUPPLY OF AN ELECTRIC CIRCUIT WITH LOW CURRENT CONSUMPTION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2572861B1 (en) |
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Also Published As
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| FR2572861B1 (en) | 1987-04-30 |
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