Utiliser des circuits d'attaque haut potentiel intelligents pour empêcher les explosions

Travailler pour une entreprise de semi-conducteurs est un vrai plaisir. Je suis heureux de pouvoir dire que j'ai travaillé pour cinq d'entre elles, sans compter mon activité de consultant. Tout y est toujours à la pointe, c'est un secteur très avant-gardiste. Les années 1990 ont été particulièrement mouvementées car c'était l'époque du Far West pour l'industrie des semi-conducteurs : toutes les semaines, de nouvelles frontières étaient franchies et les découvertes en physique des semi-conducteurs s'enchaînaient comme par magie.

Je suis connu pour avoir tenu un carnet de citations de cette époque. J'y ai recueilli quelques-unes des citations ou des conversations les plus absurdes (ou les plus étranges) jamais entendues dans le monde de l'entreprise (« À quelle heure a lieu la réunion de 10 heures ? »). Les professionnels de l'industrie des semi-conducteurs disent des choses très étranges.

Comme la fois où un ingénieur de conception de semi-conducteurs analogiques s'est levé lors d'une réunion avec un important client du secteur automobile et a annoncé, très lentement : « J'ai trois choses à dire. La première n'est pas importante. La seconde est confidentielle, donc je ne peux pas vous la dire. Et j'ai oublié la troisième. » Puis il s'est rassis. Je vous laisse imaginer les réactions autour de la table.

Les semi-conducteurs se perfectionnent, contrairement à certaines personnes

Parfois, les moments les plus inoubliables proviennent des discussions avec les personnes responsables des produits à l'usine. J'étais chef de programme pour un super petit circuit d'attaque haut potentiel. Ces nouveaux semi-conducteurs intelligents commençaient tout juste à gagner en popularité, car ils simplifiaient considérablement la conception pour l'ingénieur. Les circuits d'attaque haut potentiel sont de petits objets intelligents qui peuvent aussi offrir une protection contre les défaillances du circuit et du dispositif, et permettent notamment de détecter les courts-circuits.

À cette même époque du Far West, j'étais au téléphone avec un ingénieur européen spécialisé dans les tests d'assurance qualité. J'avais appris à respecter les ingénieurs de tests, car ils comptaient parmi les personnes les plus brillantes de toutes les entreprises. Ils jouent un rôle essentiel lorsque les premiers échantillons techniques d'une puce sont disponibles, car ce sont eux qui décident de ce que le composant peut faire et ne pas faire. La conversation avec l'ingénieur de tests s'est déroulée ainsi :

Bill : Alors, qu'en est-il de notre tout nouveau circuit d'attaque haut potentiel ?
Ingénieur : En fait, il y a un problème avec la protection contre les courts-circuits.
Bill : Aïe, quel est le problème ?
Ingénieur : (longue pause) C'est le composant, il explose.
Bill : QUOI ?!?!
Ingénieur : Mais ne vous inquiétez pas, on a un test pour savoir si un composant est fonctionnel.
Bill : Attendez, de quel test est-ce que…?
Ingénieur : (fièrement) On court-circuite le composant. S'il n'explose pas, c'est qu'il fonctionne !

Le nom de l'entreprise et du produit sont tenus secrets pour protéger le coupable (il se reconnaîtra). Plus tard, j'ai appris qu'ils court-circuitaient chaque circuit d'attaque haut potentiel sur le banc d'essai, et s'il explosait, tous les ingénieurs de test trinquaient et buvaient un coup. (Boire ou tester, il faut choisir.)

Désormais, dès que quelqu'un parle d'un circuit d'attaque haut potentiel, je souris.

Les circuits d'attaque haut potentiel modernes sont encore plus intelligents, et en plus de protéger contre les courts-circuits, ils peuvent détecter les défaillances comme une connexion rompue entre la charge et la terre, ainsi que les défaillances thermiques potentielles.

Figure 1 : L'ISO8200BQ de STMicroelectronics est fourni en boîtier TFQFPN32 avec un gros plot VCC qui peut supporter 45 V à 5,6 A. Cela permet au circuit d'attaque haut potentiel octal de fournir jusqu'à 0,7 A à chacun des huit canaux. (Source de l'image : STMicroelectronics)

STMicroelectronics a toujours proposé une impressionnante gamme de circuits d'attaque haut potentiel qui se connectent facilement à la plupart des microcontrôleurs. Par exemple, l'ISO8200BQ est un circuit d'attaque haut potentiel octal plus intelligent que certaines personnes avec qui j'ai travaillé dans les années 1990. Chacun des huit canaux présente une résistance RDS(ON) nominale de 0,11 Ω à 25°C et peut supporter 0,7 A, que la charge soit inductive, capacitive ou résistive. Et oui, il a une protection contre les courts-circuits, donc il n'explosera pas. Chaque canal est aussi doté d'une protection contre la surchauffe.

L'ISO8200BQ se connecte facilement au port 8 bits de la plupart des microcontrôleurs pour commander indépendamment chaque canal, et ne nécessite que peu de composants externes. L'ISO8200BQ présente une broche d'activation de sortie globale OUT_EN. Lorsqu'elle est à l'état bas, elle désactive toutes les sorties. Cela augmente la sécurité de l'application en permettant au microcontrôleur de désactiver toutes les charges, ce qui peut être utile en situation industrielle pour éviter l'explosion.

Le dispositif a également un signal LOAD actif bas (LOAD\) qui verrouille toutes les données des broches d'entrée IN[1:8] dans les tampons logiques des canaux. Lorsque le signal LOAD\ est bas, les données passent dans les tampons logiques des huit canaux. Lorsque LOAD\ passe à l'état haut, toutes les données sont verrouillées dans les tampons. Les sorties OUT[1:8] du circuit d'attaque haut potentiel correspondent à l'état des tampons logiques des huit canaux lorsque le signal SYNC actif bas (SYNC\) passe à l'état bas, et les états du circuit d'attaque sont verrouillés lorsque SYNC\ passe à l'état haut.

Si LOAD\ et SYNC\ sont maintenus à l'état bas en permanence, l'ISO8200BQ se comporte comme un circuit d'attaque haut potentiel normal, et les signaux sur IN[1:8] se reflètent immédiatement sur OUT[1:8].

L'isolation galvanique augmente la sécurité en séparant électriquement le côté logique de 5 V du côté haute tension de 48 V du dispositif. Cela renforce la fiabilité et la sécurité du circuit.

Maintenant, on peut facilement commander n'importe quel type de charge, et si le composant n'explose pas, c'est qu'il est (toujours) fonctionnel !

À propos de l'auteur

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Bill Giovino est un ingénieur en électronique titulaire d'un BSEE de l'Université de Syracuse, et l'une des rares personnes à avoir réussi à passer de l'ingénierie de conception à l'ingénierie des applications sur le terrain et au marketing technologique.

Depuis plus de 25 ans, Bill œuvre à la promotion des nouvelles technologies devant un public technique et non technique pour de nombreuses entreprises, notamment STMicroelectronics, Intel et Maxim Integrated. Chez STMicroelectronics, Bill a contribué aux premiers succès de l'entreprise dans l'industrie des microcontrôleurs. Chez Infineon, Bill a orchestré les premiers succès de l'entreprise en matière de conception de microcontrôleurs dans l'industrie automobile américaine. En tant que consultant marketing pour son entreprise CPU Technologies, Bill a aidé de nombreuses entreprises à transformer des produits sous-performants en réussites.

Bill a été l'un des premiers à adopter l'Internet des objets, notamment en mettant la première pile TCP/IP complète sur un microcontrôleur. Bill pense que les ventes passent par l'éducation et accorde une importance croissante à une communication claire et bien écrite pour la promotion des produits en ligne. Il est modérateur du groupe populaire LinkedIn Semiconductor Sales & Marketing et parle couramment le B2E.

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