FR2991834A1 - Dispositif d'alimentation d'un appareil electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'alimentation (1) d'un appareil électrique, relié à une borne d'une source de tension (2) alternative et comportant: . un premier circuit capacitif (5) relié d'une part à un premier terminal d'entrée (3) et d'autre part à un noeud, dit noeud de référence (6), . un deuxième circuit, dit limiteur de tension (7), relié entre ledit noeud de référence (6) et un deuxième terminal (4), adapté pour permettre la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence, . un troisième circuit, dit redresseur (8), relié entre le noeud de référence (6) et un premier terminal de sortie (10), adapté pour bloquer la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence (6), et . un deuxième circuit capacitif (9) relié entre le premier terminal de sortie (10) et le deuxième terminal (4), caractérisé en ce que le limiteur de tension (7) présente une impédance dont la partie imaginaire est théoriquement nulle. L'invention concerne également un système d'alimentation d'un appareil électrique comportant un tel dispositif d'alimentation utilisé pendant un état de veille de l'appareil électrique.

Description

DISPOSITIF D'ALIMENTATION D'UN APPAREIL ÉLECTRIQUE L'invention concerne un dispositif d'alimentation d'un appareil électrique, plus particulièrement un tel dispositif dont la consommation intrinsèque est réduite, adapté pour alimenter au moins partiellement un appareil électrique à l'état de veille. Aujourd'hui, de plus en plus d'appareils électriques sont utilisés et les préoccupations environnementales actuelles conduisent à analyser l'efficacité de leur consommation énergétique. On a ainsi pu constater qu'une part importante de l'énergie consommée par ces appareils pendant leur durée de vie 10 n'était pas employée pour exécuter la fonction pour laquelle l'appareil est prévu, mais pour conserver cet appareil à l'état de veille en attendant sa remise en service. En effet, ces appareils sont le plus souvent munis d'une télécommande permettant de les mettre en/hors service et sont dépourvus de contacteurs permettant de les isoler de leur source d'alimentation électrique. Dès 15 lors, il est nécessaire de conserver au moins le bloc d'alimentation principale sous tension afin d'alimenter les différents circuits nécessaires à la réception de commandes de mise en/hors service. La consommation d'énergie ainsi induite, de l'ordre de un à plusieurs watts pour un besoin réel de quelques milliwatts, n'est pas négligeable. 20 En outre, de nombreux autres appareils électriques, comme les appareils nomades, sont alimentées par des batteries rechargées par des chargeurs directement branchés sur le réseau d'alimentation électrique. On a pu également constater que ces chargeurs restaient branchés même lorsque les appareils nomades n'étaient pas en cours de chargement. Là encore, la consommation d'énergie induite 25 par la circulation d'un courant dans les circuits primaires des transformateurs de ces chargeurs n'est pas négligeable, même lorsque ces chargeurs ne débitent aucun courant de recharge. Il existe donc un besoin pour des dispositifs d'alimentation électrique optimisés permettant de réduire la consommation des appareils 30 électriques lorsqu'ils sont à l'état de veille ou inactifs. Ce besoin s'étend à des dispositifs d'alimentation électrique capable de transformer la tension alternative de moyenne tension (220 V efficaces à 50 Hz) disponible aux bornes des réseaux d'alimentation électrique en un courant continu à faible tension (de l'ordre de 3 V à 15 V par exemple).

On connaît, par exemple du document EP 2 372 488, un appareil électroménager dont le bloc d'alimentation principale peut être déconnecté de la source de tension alternative (réseau d'alimentation électrique) au moyen d'un relais bistable. Si cette déconnexion peut être commandée par une unité de commande centrale pendant qu'elle est elle-même alimentée, la remise en service du bloc d'alimentation principal nécessite un dispositif d'alimentation secondaire qui reste actif et alimenté pendant que l'appareil est en veille. Ce dispositif d'alimentation secondaire comporte un pont diviseur capacitif en parallèle sur la source de tension alternative pour fournir sur son point milieu une tension alternative réduite dans le rapport du pont, puis en opère un redressement mono alternance au moyen d'une diode dont l'anode est connectée au point milieu et la cathode à la borne de sortie. Un troisième condensateur de filtrage est connecté entre la borne de sortie et la masse. Une diode Zener est connectée entre le point milieu du pont capacitif et la masse. Le rapport du pont capacitif est choisi de manière à ce que la tension en son point milieu est toujours inférieure à la tension de Zener de la diode, celle-ci fonctionnant donc uniquement en simple redresseur et non en limiteur de tension. Un tel dispositif présente plusieurs inconvénients. La tension générée aux bornes de sortie du dispositif présente une grande imprécision liée aux problèmes de tolérance des condensateurs formant le pont capacitif. Si cet inconvénient est tolérable dans l'application envisagée qui consiste à délivrer une impulsion de tension à un relais bistable, il n'est pas envisageable de se servir d'un tel dispositif pour alimenter des circuits électroniques, fussent-ils à basse tension et faible consommation. Par ailleurs, même lorsque la sortie de ce circuit ne débite aucun courant, le pont capacitif en parallèle avec la source d'alimentation consomme de la puissance réactive.

La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif d'alimentation d'un appareil électrique qui ne présente pas les inconvénients de la technique antérieure, et en particulier qui présente une consommation réduite, même en puissance réactive.

L'invention a également pour but de fournir un dispositif d'alimentation dont la tension de sortie présente une précision améliorée. L'invention a de plus pour but de fournir un dispositif d'alimentation capable de délivrer une puissance plus importante que le dispositif de la technique antérieure.

L'invention encore pour but de fournir un dispositif d'alimentation de construction plus simple et plus économique que le dispositif de la technique antérieure. L'invention a en outre pour but de fournir un dispositif d'alimentation adapté à s'intégrer dans un système d'alimentation d'un appareil 15 électrique et permettant une amélioration des fonctions de mise en veille de celui-ci. Pour ce faire, l'invention concerne un dispositif d'alimentation d'un appareil électrique, comportant: - un premier terminal d'entrée relié à une borne d'une source de tension alternative et un deuxième terminal relié à l'autre borne de la source de 20 tension alternative, - un premier terminal de sortie adapté pour délivrer une tension d'alimentation continue prédéterminée, dite tension nominale de sortie, inférieure à la valeur absolue de la tension crête de la source de tension alternative, - un premier circuit capacitif relié d'une part au premier terminal d'entrée et 25 d'autre part à un noeud, dit noeud de référence, - un deuxième circuit, dit limiteur de tension, relié entre ledit noeud de référence et le deuxième terminal, adapté pour permettre la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence, - un troisième circuit, dit redresseur, relié entre le noeud de référence et le premier terminal de sortie et adapté pour bloquer la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence, et - un deuxième circuit capacitif relié entre le premier terminal de sortie et le deuxième terminal, caractérisé en ce que le limiteur de tension présente une impédance dont la partie imaginaire est théoriquement nulle. On entend par « théoriquement nulle » le fait que, entre le noeud de référence et le deuxième terminal, en amont du redresseur dans le sens du courant traversant celui-ci, aucun des circuits ne comporte de composant ayant une fonction de stockage d'énergie réactive. Bien entendu, on néglige l'inductance des fils conducteurs ainsi que la capacité parasite du ou des semi-conducteurs formant ce ou ces circuit(s). Grâce à ce dispositif, qui réalise simultanément les fonctions de redresseur et d'abaisseur de tension, la puissance intrinsèque réactive consommée par le dispositif est réduite à la consommation du premier circuit capacitif lorsque le dispositif ne débite pas de courant. En effet, le dispositif ne fonctionne en mode pont capacitif que lorsqu'un courant circule au travers du premier circuit capacitif et du redresseur pour alimenter le deuxième circuit capacitif. Lors de l'inversion du sens du courant, le redresseur empêche la restitution de l'énergie par le deuxième circuit capacitif et seule l'énergie emmagasinée dans le premier circuit capacitif est restituée à la source de tension. Dès lors que le second circuit capacitif est complètement chargé, la puissance réactive consommée est limitée à celle du premier circuit capacitif. En outre, le dispositif d'alimentation selon l'invention utilisant uniquement deux circuits capacitifs, présente une précision améliorée par rapport au dispositif de la technique antérieure dont le facteur d'imprécision tient essentiellement aux tolérances larges des condensateurs utilisés. Avantageusement et selon l'invention, le redresseur est une diode dont l'anode est reliée au noeud de référence et la cathode est reliée au 30 premier terminal de sortie. Dans ce mode de réalisation le plus simple du redresseur, un courant de charge du second circuit capacitif ne peut circuler que si la tension au noeud de référence est supérieure à la tension aux bornes du second circuit capacitif, et ce dernier ne peut se décharger en direction de la source de tension alternative. Avantageusement et selon l'invention, le limiteur de tension 5 est un circuit interrupteur adapté pour bloquer la circulation d'un courant entre le noeud de référence et le deuxième terminal si une tension, dite tension de référence, entre le noeud de référence et le deuxième terminal est positive et inférieure à une tension prédéterminée, dite tension limite, et laisser circuler un courant si la tension de référence est négative ou supérieure à ladite tension limite Le limiteur de tension 10 permet ainsi la décharge du premier circuit capacitif en direction de la source de tension alternative pendant la demi-alternance de tension décroissante et limite la tension au noeud de référence lors de la demi-alternance de tension croissante. Avantageusement et selon l'invention, ladite tension limite est sensiblement égale à la somme de la tension nominale de sortie et de la chute de 15 tension directe du redresseur. Ainsi, lorsque la tension nominale de sortie est atteinte, aucun courant ne circule dans le redresseur en direction du second circuit capacitif. Avantageusement et selon l'invention, le limiteur de tension est une diode zener dont l'anode est reliée au deuxième terminal, la cathode est 20 reliée au noeud de référence et la tension de zener est sensiblement égale à la tension limite Dans ce mode de réalisation le plus simple du limiteur de tension, un seul composant suffit à permettre la décharge du premier circuit capacitif lors de la demie alternance de tension décroissante et permet de fixer la tension du noeud de référence. 25 Avantageusement et selon l'invention, le limiteur de tension comprend un interrupteur commandé monté en série entre le noeud de référence et le deuxième terminal, une entrée de commande dudit interrupteur étant reliée à l'anode d'une diode zener dont la cathode est reliée au noeud de référence. Ce second mode de réalisation du limiteur de tension permet de minimiser la consommation intrinsèque du dispositif lorsque la tension de référence excède la tension limite Avantageusement et selon l'invention, l'interrupteur commandé est un transistor à effet de champ. En particulier, en utilisant un transistor de type MOSFET canal N à enrichissement, la puissance dissipée au travers de la diode Zener est limitée au courant permettant la charge de la grille du transistor. De plus, la diode parallèle intrinsèque au transistor permet la circulation du courant de décharge du premier circuit capacitif. Avantageusement et selon l'invention, le dispositif d'alimentation comporte en outre un circuit de mesure et de commande, dit microcontrôleur, adapté pour mesurer la tension de référence et une tension de sortie du dispositif et pour commander au moins l'un du redresseur et du limiteur de tension en fonction desdites tensions. Dans ce mode de réalisation du dispositif selon l'invention, l'utilisation d'un microcontrôleur à très basse consommation, comportant au moins un convertisseur analogique numérique, permet de réaliser une commande plus élaborée du redresseur et/ou du limiteur de tension qui peuvent être alors réalisées sous la forme d'un simple transistor à effet de champ par exemple. Avantageusement et selon l'invention, le redresseur est un interrupteur commandé par le microcontrôleur de manière à ce qu'il soit fermé si la tension de référence est supérieure à la tension de sortie et ouvert dans le cas contraire. Grâce à l'utilisation d'un interrupteur commandé, il est possible de minimiser la chute de tension directe du redresseur. Avantageusement et selon l'invention, le redresseur est en outre commandé de manière à être bloqué en position ouverte lorsque la tension de sortie atteint un seuil maximum de tension prédéfini et piloté en fonction de l'écart entre la tension de référence et la tension de sortie lorsque celle-ci est inférieure à un seuil minimum de tension prédéfini. Cette disposition permet ainsi de réaliser une commande de charge du second circuit capacitif avec une hystérésis en fonction de la tension réelle de sortie et de minimiser ainsi la consommation intrinsèque du dispositif d'alimentation, en particulier lorsque celui-ci ne débite pas de courant.

Avantageusement et selon l'invention, le limiteur de tension est un interrupteur commandé par le microcontrôleur de manière à ce qu'il soit fermé si la tension de référence est négative ou supérieure au seuil maximum de tension et ouvert si la tension de référence est positive et inférieure audit seuil. En utilisant ainsi un interrupteur commandé par un microcontrôleur, les différents seuils de tension peuvent être programmés et le dispositif d'alimentation selon l'invention est ainsi rendu plus versatile et adaptable sans qu'il soit nécessaire de modifier les composants qui le constituent. Avantageusement et selon l'invention, le dispositif d'alimentation est réalisé sous la forme d'un circuit intégré regroupant au moins le microcontrôleur et les interrupteurs commandés. Ainsi, un seul circuit actif auquel sont adjoints les circuits capacitifs (sous la forme de condensateurs par exemple) suffit à réaliser le dispositif d'alimentation selon l'invention, le choix de la valeur des condensateurs s'effectuant en fonction des paramètres de puissance et de vitesse de charge désirés. En outre, d'autres éléments (capteurs, commutateurs de puissance, etc.) peuvent être également intégrés avec le microcontrôleur et les interrupteurs commandés pour réaliser des fonctions complémentaires. L'invention s'étend également à un système d'alimentation d'un appareil électrique adapté pour être relié à une source de tension alternative et présentant alternativement, lorsqu'il y est relié, un état d'activité normale et un état de veille, ledit système comportant un bloc d'alimentation principal alimentant une unité de commande dudit appareil, ledit bloc étant relié à la source de tension alternative par l'intermédiaire de moyens d'interruption ouverts à l'état de veille, et un bloc d'alimentation secondaire adapté pour fonctionner pendant l'état de veille, caractérisé en ce que le bloc d'alimentation secondaire est un dispositif d'alimentation présentant tout ou partie des caractéristiques listées ci-dessus. En utilisant à titre de bloc d'alimentation secondaire un dispositif d'alimentation selon l'invention, il est possible de réduire encore la consommation d'un appareil électrique lorsqu'il est en état de veille en déconnectant 30 son bloc d'alimentation principal de la source de tension. Le dispositif d'alimentation selon l'invention permet de reconnecter le bloc d'alimentation principal lorsque l'appareil revient dans son état d'activité normale. Avantageusement et selon l'invention, le système d'alimentation comporte en outre au moins un capteur, alimenté par le bloc 5 d'alimentation secondaire, adapté pour détecter une commande de passage de l'état de veille à l'état d'activité normale et pour commander directement ou indirectement la fermeture des moyens d'interruption. Il est ainsi possible d'utiliser différents capteurs permettant de commander le passage de l'état de veille à l'état d'activité normale en fonction de conditions externes comme par exemple un niveau 10 de luminosité, la proximité d'un objet tel qu'une main, etc. Avantageusement et selon l'invention, le capteur est un récepteur de télécommande et le bloc d'alimentation secondaire est adapté pour fermer les moyens d'interruption lorsque le capteur détecte une commande de passage de l'état de veille à l'état d'activité normale. L'utilisation, dans un système 15 d'alimentation d'un appareil électrique, d'un dispositif d'alimentation selon l'invention comportant par exemple un microcontrôleur permet d'alimenter un récepteur de télécommande pendant l'état de veille sans pour cela nécessiter l'alimentation de l'unité de commande de l'appareil et du bloc d'alimentation principal. 20 L'invention concerne également un dispositif et un système d'alimentation d'un appareil électrique caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au vu de la description qui va suivre et des dessins annexés dans 25 lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif d'alimentation selon l'invention, - la figure 2 représente un schéma d'un mode de réalisation du limiteur de tension du dispositif d'alimentation selon l'invention, - la figure 3 représente un système d'alimentation d'un appareil électrique utilisant un dispositif d'alimentation selon l'invention dans une variante comprenant un microcontrôleur à basse consommation. La figure 1 représente un dispositif 1 d'alimentation selon 5 l'invention délimité dans un cadre en traits interrompus. Le dispositif d'alimentation comprend un premier terminal d'entrée 3 relié à une première borne d'une source 2 de tension alternative et un deuxième terminal 4 relié à l'autre borne de la source de tension. Ce deuxième terminal 4 est également connecté à la masse 11. Le dispositif d'alimentation 1 comporte un premier terminal de sortie 10 fournissant une tension 10 de sortie Vout par rapport à la masse 11. Entre le premier terminal d'entrée 3 et le premier terminal de sortie 10 sont disposés en série un premier circuit capacitif 5 et un troisième circuit, dit redresseur 8. Le point commun au premier circuit capacitif 5 et au redresseur 8 est appelé noeud de référence 6. Un second circuit, dit limiteur de tension 7 est relié entre le noeud de référence 6 et la masse 11. Un deuxième 15 circuit capacitif 9 est reliée entre le premier terminal de sortie 10 et la masse 11. Le redresseur 8 est un circuit électronique adapté pour bloquer la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence 6. Dans un premier mode de réalisation, le redresseur 8 est réalisé par une diode dont l'anode est connectée au noeud de référence 6 et la cathode est reliée au premier terminal de 20 sortie 10. Le limiteur de tension 7 est un circuit électronique adapté pour limiter la tension au noeud de référence 6, dite tension de référence V'f, à une valeur prédéterminée, dite tension limite, et pour laisser circuler un courant électrique de la masse 11 vers le noeud de référence 6. Dans un premier mode de 25 réalisation, le limiteur de tension 7 est réalisé par une diode Zener dont l'anode et reliée à la masse 11 et la cathode au noeud de référence 6. La tension limite est alors la tension de Zener de la diode qui est choisie pour être égale à la tension nominale de sortie désirée augmentée de la chute de tension dans le redresseur 8, c'est-à-dire dans le cas d'une diode, une tension directe de l'ordre de 0,6 V.

On en vient maintenant au fonctionnement du dispositif d'alimentation selon l'invention. Par convention, on référence les tensions par rapport à la masse 11, elle-même reliée au deuxième terminal 4 de la source de tension 2. Ainsi, on emploie indifféremment le deuxième terminal 4 ou la masse 11 5 comme référence des tensions. De même, on définit un courant comme positif lorsqu'il entre par le premier terminal d'entrée 3 en direction du premier terminal de sortie 10. Le courant circulant dans le dispositif d'alimentation est donc positif lorsque la tension aux bornes de la source de tension 2 est croissante, c'est-à-dire lorsque la tension du premier terminal d'entrée 3 appartient la demi-alternance 10 croissante de la source de tension 2, de - 230 V à + 230 V pour une alimentation secteur de type européen. En l'absence de charge, c'est-à-dire lorsque le premier terminal de sortie 10 n'est pas connecté sur une charge, le dispositif d'alimentation 1 selon l'invention se comporte au cours d'une demi alternance croissante comme un 15 pont diviseur capacitif présentant un rapport de pont dans le rapport des valeurs de capacité du premier circuit capacitif 5 et du deuxième circuit capacitif 9. Ainsi, pour des valeurs de capacités respectives de 1 le et 100 le pour les premiers et deuxième circuit capacitif, la tension aux bornes du deuxième circuit capacitif 9 atteint une valeur de 1 % de l'excursion de tension de la source de tension 2, soit 20 environ 4,6 V. Lors de la demi-alternance de tension décroissante suivante, le redresseur 8 empêche la décharge du second circuit capacitif 9, et seul le premier circuit capacitif 5 se décharge vers la source de tension par l'intermédiaire du courant circulant dans le limiteur de tension 7. 25 Lors de la demi-alternance de tension croissante suivante, le dispositif d'alimentation 1 se comporte à nouveau comme un pont diviseur capacitif. Cependant, un courant de charge du second circuit capacitif 9 ne traverse le redresseur 8 que lorsque la tension Vref au noeud de référence 6 excède la tension existante aux bornes du deuxième circuit capacitif 9 augmentée de la chute de 30 tension directe du redresseur 8. Ceci se reproduit à chaque demi-alternance de tension croissante jusqu'à ce que la tension Vref au noeud de référence 6 atteigne la tension de Zener du limiteur de tension 7. À ce moment, le courant de charge du premier circuit capacitif 5 ne s'écoule plus au travers du redresseur 8 mais au travers du limiteur de tension 7 en direction de la masse 11. La tension Vout de sortie du dispositif d'alimentation a alors atteint la tension nominale de sortie à vide du dispositif. On constate alors que le dispositif d'alimentation 1 ne consomme plus que la puissance réactive liée au premier circuit capacitif 5 ainsi que la puissance dissipée dans la diode Zener formant le limiteur de tension 7.

Par ailleurs, le rapport des capacités entre le second circuit capacitif et le premier circuit capacitif n'est pas nécessairement égal au rapport entre la tension crête à crête de la source de tension alternative et la tension de sortie. Un tel rapport des capacités est utile, lors du fonctionnement en pont diviseur capacitif du dispositif selon l'invention, c'est-à-dire lors d'une demi-alternance de tension croissante de la source de tension, pour obtenir une tension au noeud de référence sensiblement égale à la tension nominale de sortie et donc charger le deuxième circuit capacitif sensiblement à la tension nominale de sortie en une alternance environ. Cependant un autre rapport de capacité peut être préféré, par exemple pour avoir un deuxième circuit capacitif de plus grande capacité pour pouvoir fournir temporairement plus de puissance tout en conservant inchangée la capacité du premier circuit capacitif pour limiter la puissance réactive consommée. Dans une variante du limiteur de tension 7 illustrée à la figure 2, la puissance dissipée dans le limiteur de tension 7 est encore réduite par l'utilisation d'un interrupteur commandé tel qu'un transistor à effet de champ 70, par exemple un transistor MOSFET canal N à enrichissement, et d'une diode Zener 72 connectée entre le drain et la grille de celui-ci, l'anode de la diode étant reliée à la grille du transistor servant d'entrée de commande de celui-ci et la cathode de la diode étant relié au noeud de référence 6. Lorsque la tension Vref excède la tension de Zener de la diode Zener 72, le courant traversant cette dernière charge la capacité de grille du transistor 70 qui devient alors conducteur. La puissance dissipée dans ce montage est alors réduite au produit du courant circulant entre le noeud de référence 6 et la masse par la tension de saturation drain-source aux bornes du transistor, tension bien inférieure à la tension de Zener du montage de la figure 1. Lors de la demi-alternance de tension décroissante, le courant de décharge du premier circuit capacitif 5 circule dans la diode intrinsèque 71 du transistor 70, et la grille du transistor se décharge au travers de la diode Zener 72, permettant ainsi de réinitialiser le transistor 70 à l'état bloqué pour la prochaine demi-alternance de tension croissante de la source de tension 2. On a représenté à la figure 3 un dispositif d'alimentation 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, intégré dans un système d'alimentation d'un appareil électrique. L'appareil électrique comporte une partie fonctionnelle 21, par exemple un moteur pour une machine à laver ou une résistance pour un four, etc. La partie fonctionnelle 21 est commandée par un circuit de commande 20 comprenant par exemple un microprocesseur, des mémoires, des interrupteurs, etc. La partie fonctionnelle 21 et le circuit de commande 20 sont alimentées électriquement par une alimentation principale 19. L'appareil électrique est adapté pour présenter, lorsqu'il est relié à la source de tension alternative 2, soit un état d'activité normale dans lequel l'appareil est complètement fonctionnel, soit un état de veille dans lequel les fonctions de l'appareil sont arrêtées, à l'exception des moyens permettant de faire passer l'appareil de l'état de veille à l'état d'activité normale. Le dispositif d'alimentation 1 comporte, dans ce mode de réalisation, un circuit de mesure et de commande, dit microcontrôleur 12, directement alimenté aux bornes du second circuit capacitif 9. Le limiteur de tension 7 et le redresseur 8 sont respectivement constitués par des interrupteurs commandés, par exemple des transistors à effet de champ, dont la commande est effectuée par des lignes de commandes 13 et 14 issues du microcontrôleur 12. Le microcontrôleur 12 comporte également au moins un convertisseur analogique numérique ou un comparateur de tension adapté pour mesurer la tension au noeud de référence 6 par l'intermédiaire d'une ligne de mesure 15 et sa tension d'alimentation.

De préférence, un tel microcontrôleur 12 est un microcontrôleur à très faible consommation. De tels microcontrôleurs sont bien connus de l'homme du métier, par exemple commercialisés sous les références génériques STM8 par la société STMicroelectronics, MSP430 par la société TEXAS INSTRUMENT ou encore LCP11xx par la société NXP Semiconductors N.V. et ne consomment que quelques micro ampère s . Le microcontrôleur 12 comporte également un bus de communication 23 avec le circuit de commande 20 de l'appareil électrique et une ligne de commande 22 adaptée pour commander un relais d'alimentation 18 10 permettant de connecter l'alimentation principale 19 à la source de tension 2. L'appareil électrique comporte également un circuit de capteurs 16 adapté pour être alimenté par le dispositif d'alimentation 1 et pour recevoir des ordres de la part d'une télécommande 17. Un tel circuit de capteurs peut par exemple comprendre un photo-transistor adapté pour recevoir des 15 séquences de commande infrarouge émises par la télécommande 17, et en particulier des commandes de passage à l'état de veille ou à l'état d'activité normale, ou encore une touche à effleurement permettant le basculement entre ces deux états. Selon l'invention, le circuit de capteurs 16 est directement connecté au microcontrôleur 12 et échange, à l'état d'activité normale, des informations sur les 20 commandes reçues de la télécommande 17 avec l'unité de commande 20 par l'intermédiaire du bus de communication 23. Grâce à l'utilisation du microcontrôleur 12 dans le dispositif d'alimentation 1 selon l'invention, il est possible de réaliser une commande plus élaborée du redresseur 8 et/ou du limiteur de tension 7 qui peuvent être ainsi 25 simplifiés. Par exemple, le redresseur 8 peut être commandé par le microcontrôleur 12 de manière à ce qu'il soit fermé si la tension de référence Vref est supérieure à la tension de sortie Vout et ouvert dans le cas contraire, réalisant ainsi la fonction d'une diode, avec une chute de tension directe bien inférieure.

La commande du redresseur 8 peut être beaucoup plus élaborée. Par exemple, le redresseur 8 peut être commandé de manière à être bloqué en position ouverte lorsque la tension de sortie Vout atteint un seuil maximum de tension prédéfini Vmax pour arrêter la charge du deuxième circuit capacitif 9.

5 Lorsque la tension de sortie Vout décroît, par le biais de la consommation du microcontrôleur 12 et/ou du circuit de capteurs 16, et passe au-dessous d'un seuil minimum de tension prédéfini Vmin, le microcontrôleur 12 recommence à commander le redresseur du 8 en fonction de l'écart entre l'attention de référence Vref et la tension de sortie Vout. Il est ainsi possible de réaliser une hystérésis sur la 10 tension de sortie Vout et donc de minimiser la consommation intrinsèque du dispositif d'alimentation lorsque celui-ci ne débite pas de courant. Il est de même possible d'élaborer une commande du limiteur de tension 7 de telle sorte qu'il soit fermé si la tension de référence Vref est négative ou supérieure au seuil maximum de tension Vmax permettant ainsi de limiter la 15 charge du deuxième circuit capacitif 9 à la valeur de tension Vmax. De plus, tant que la tension de sortie Vout est comprise entre les limites supérieure Vmax et inférieure Vmin, il est possible de conserver le limiteur de tension 7 et le redresseur 8 à l'état ouvert, ce qui permet de supprimer la consommation d'énergie réactive du premier circuit capacitif 5. Le dispositif d'alimentation 1 selon l'invention atteinte 20 ainsi un optimum de faible consommation. Un tel dispositif d'alimentation peut être utilisé de manière indépendante pour l'alimentation de dispositifs ne requérant qu'une faible puissance, tels que des détecteurs de fumée, des capteurs d'incendie, etc. L'invention concerne également le système d'alimentation 25 d'un appareil électrique tel que représenté à la figure 3. Dans un tel système d'alimentation, à l'état d'activité normale, l'alimentation principale 19 et reliée à la source de tension 2 par l'intermédiaire du relais d'alimentation 18 qui est alors fermé. Les ordres de la télécommande 17 sont reçus par le circuit de capteurs 16, transmis au microcontrôleur 12 qui les retransmet à l'unité de commande 20 par 30 l'intermédiaire du bus de communication 23. Lorsqu'un ordre de passage à l'état de veille est reçu, le microcontrôleur 12 en informe l'unité de commande 20 qui exécute le programme prévu dans un tel cas puis informe le microcontrôleur 12 que l'appareil est prêt à passer en état de veille. Le microcontrôleur 12 commande alors par l'intermédiaire de la ligne de commande 22 le passage en position ouverte du relais d'alimentation 18 déconnectant ainsi alimentation principale 19 de la source de tension 2. Lorsqu'un ordre de passage à l'état d'activité normale est reçu par le circuit de capteurs 16, toujours alimenté par le dispositif d'alimentation 1 selon l'invention, cette commande est transmise au microcontrôleur 12 qui par l'intermédiaire de la ligne de commande 22 pilote le relais d'alimentation 18 de manière à reconnecter le bloc d'alimentation principale 19 de l'appareil électrique à la source de tension 2. Bien entendu, cette description est donnée à titre d'exemple illustratif uniquement et l'homme du métier pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir de la portée de l'invention, comme par exemple utiliser d'autres types de capteurs, telles que des capteurs de proximité, de luminosité, ou de toute autre condition susceptible d'être utilisée pour déclencher le passage d'un état de veille à un état d'activité normale et vice versa. De plus, ces différents capteurs, récepteurs, etc. peuvent être 20 regroupés dans un même circuit intégré avec le microcontrôleur 12 et les interrupteurs commandés ou autres composants actifs du dispositif d'alimentation pour former un circuit intégré spécifique.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1/ - Dispositif d'alimentation (1) d'un appareil électrique, comportant: - un premier terminal d'entrée (3) relié à une borne d'une source de tension (2) alternative et un deuxième terminal (4) relié à l'autre borne de la source de tension alternative, - un premier terminal de sortie (10) adapté pour délivrer une tension d'alimentation continue prédéterminée, dite tension nominale de sortie, inférieure à la valeur absolue de la tension crête de la source de tension alternative, - un premier circuit capacitif (5) relié d'une part au premier terminal d'entrée et d'autre part à un noeud, dit noeud de référence (6), - un deuxième circuit, dit limiteur de tension (7), relié entre ledit noeud de référence (6) et le deuxième terminal (4), adapté pour permettre la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence, - un troisième circuit, dit redresseur (8), relié entre le noeud de référence (6) et le premier terminal de sortie (10), adapté pour bloquer la circulation d'un courant électrique en direction du noeud de référence (6), et - un deuxième circuit capacitif (9) relié entre le premier terminal de sortie (10) et le deuxième terminal (4), caractérisé en ce que le limiteur de tension (7) présente une impédance dont la partie imaginaire est théoriquement nulle.
2. 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le redresseur (8) est une diode dont l'anode est reliée au noeud de référence (6) et la 25 cathode est reliée au premier terminal de sortie (10).
3. 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le limiteur de tension (7) est un circuit interrupteur adapté pour bloquer la circulation d'un courant entre le noeud de référence (6) et le deuxième terminal (4) si une tension, dite tension de référence (Vref), entre le noeud de 30 référence et le deuxième terminal est positive et inférieure à une tensionprédéterminée, dite tension limite, et laisser circuler un courant si la tension de référence est négative ou supérieure à ladite tension limite.
4. 4/ - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite tension limite est sensiblement égale à la somme de la tension nominale de sortie et de la chute de tension directe du redresseur (8).
5. 5/ - Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le limiteur de tension (7) est une diode zener dont l'anode est reliée au deuxième terminal (4), la cathode est reliée au noeud de référence (6) et la tension de zener est sensiblement égale à la tension limite.
6. 6/ - Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le limiteur de tension (7) comprend un interrupteur commandé (70) monté en série entre le noeud de référence (6) et le deuxième terminal (4), une entrée de commande dudit interrupteur étant reliée à l'anode d'une diode zener (72) dont la cathode est reliée au noeud de référence.
7. 7/ - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interrupteur commandé (70) est un transistor à effet de champ.
8. 8/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de mesure et de commande, dit microcontrôleur (12), adapté pour mesurer la tension de référence (Vref) et une tension de sortie (\Tout) du dispositif et pour commander au moins l'un du redresseur (8) et du limiteur de tension (7) en fonction desdites tensions.
9. 9/ - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le redresseur (8) est un interrupteur commandé par le microcontrôleur (12) de manière à ce qu'il soit fermé si la tension de référence (Vref) est supérieure à la 25 tension de sortie (Vout) et ouvert dans le cas contraire.
10. 10/ - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le redresseur (8) est en outre commandé de manière à être bloqué en position ouverte lorsque la tension de sortie (Vout) atteint un seuil maximum de tension (V.) prédéfini et piloté en fonction de l'écart entre la tension de référence (Vref) etet la tension de sortie (Vout) lorsque celle-ci est inférieure à un seuil minimum de tension (Vmin) prédéfini.
11. 11/ - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le limiteur de tension (7) est un interrupteur commandé par le microcontrôleur de manière à ce qu'il soit fermé si la tension de référence (Vref) est négative ou supérieure au seuil maximum de tension (Vmax) et ouvert si la tension de référence est positive et inférieure audit seuil.
12. 12/ - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation est réalisé sous la forme d'un 10 circuit intégré regroupant au moins le microcontrôleur et les interrupteurs commandés.
13. 13/ - Système d'alimentation d'un appareil électrique adapté pour être relié à une source de tension (2) alternative et présentant alternativement, lorsqu'il y est relié, un état d'activité normale et un état de veille, ledit système 15 comportant un bloc (19) d'alimentation principal alimentant une unité de commande (20) dudit appareil, ledit bloc étant relié à la source de tension alternative par l'intermédiaire de moyens d'interruption (18) ouverts à l'état de veille, et un bloc d'alimentation secondaire adapté pour fonctionner pendant l'état de veille, caractérisé en ce que le bloc d'alimentation secondaire est un dispositif 20 d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
14. 14/ - Système d'alimentation selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un circuit de capteurs (16), alimenté par le bloc d'alimentation secondaire, adapté pour détecter une commande de passage de l'état de veille à l'état d'activité normale et pour commander 25 directement ou indirectement la fermeture des moyens d'interruption (18).
15. 15/ - Système d'alimentation selon la revendication 14, caractérisé en ce que le circuit de capteurs (16) comprend un récepteur de télécommande et en ce que le bloc d'alimentation secondaire est adapté pour fermer les moyens d'interruption (18) lorsque le circuit de capteurs détecte une commande 30 de passage de l'état de veille à l'état d'activité normale.