Brevet FR2116340A1 — publié le 19720713

La présente invention concerne un transformateur électronique à tension continue régulée, en particulier pour des radiamètres, engendrant, à partir d'une tension continue électrique faible, et au moyen d'un circuit oscillant électronique, d'une transformation de tension alternative et d'un redressement subséquent, une tension continue électrique élevée à un condensateur de charge. Ce transformateur électronique engendre simultanément dans un comparateur électrique une tension de comparaison qui est proportionnelle à la tension continue élevée, à l'aide de laquelle le comparateur commande un dispositif de comnande électronique digitale servant à la commltation "en et hors service" du circuit oscillant électronique par l'intermédiaire de son circuit de contre-réaction, en régulant et en maintenant ainsi constante la tension continue élevée au condensateur de charge. En ce qui concerne les feux clignotants électroniques pour photos ("lampes Flash") et les radiamètres, ces exemples de transformateunsde tension continue sont utilisés pour engendrer une haute tension pour la "lampe Flash" ou le tube de comptage, à partir de batteries avec des tensions continues inférieures à 5 volts. En particulier, les instruments pour mesurer le rayonnement d'ionisation posent des conditions strictes en ce qui concerne la constance et la modulation de la haute tension, afin d'éviter au signal de sortie de mesure d'être falsifié par les propriétés de la tension de fonctionnement pour le détecteur de rayonnement. L'investissement technique nécessaire à ce but vient à l'encontre de l'investissement financier faible requis pour de simples radiamètres.Par suite de la longue durée de service requise ou du temps de fonctionnement sans demande de remplacement de la batterie, on doit apporter du soin à la sauvegarde d'une petite capacité de transport de courant, au moins au cours de la condition de non fonctionnement de l'instrument. On sait déJà maintenir la tension de sortie continue d'un transformateur de tension continue constante au moyen d'un tube stabilisateur (voir par exemple le brevet allemand No 1 201 923). En plus d'une bonne stabilité de tension, on obtient également une faible modulation résiduelle. Par suite du courant transversal requis pour le tube stabilisateur, le circuit en condition de non fonctionnement absorbe déjà un courant de batterie élevé. Par ailleurs, le tube stabilisateur est un composant très onéreux. Un type classique de transformateur de tension continue utilisant un circuit de commande digital électronique évite les inconvénients mentionnés ci-dessus. En fonction du signal de comnande provenant d'un comparateur, il effectue la commutation "en/hors service" de l'oscillation électrique et, en conséquence du transport d'énergie dans le transformateur de tension continue. La qualité de la tension de sortie régulée est largement fonction des propriétés du comparateur. Dans un exemple classique de circuit (tel que décrit par exemple dans le brevet allemand NO 1 128 539) le comparateur est constitué par un divi sortie à cormnander seur de tension agissant sur la tension de/ . A la prise du diviseur de tension, on monte une lampe à décharge luminescente qui, dès que l'on dépasse la tension de démarrage à la prise du diviseur de tension, devient faiblement résistante, en bloquant ainsi le transistor de commutation dans le circuit de contre-réaction du circuit oscillateur du transformateur de tension continue. Selon une autre réalisation connue de circuit (voir par exemple le journal technique allemand "FUNKSCHAU' de 1958 NO 11, page 519) ,le diviseur de tension est composé d'une lampe à décharge luminescente et d'une résistance. Dès que la tension de sortie dans le circuit de charge excède la tension d'amorçage de la lampe à décharge luminescente, cette dernière devient conductrice pour commuter un transistor qui, avec son électrode de base, est relié à la prise du diviseur de tension dans l'état conducteur. Le circuit de contre-réaction du circuit oscillant dans le transformateur de tension continue est ainsi court-circuité. La lampe à décharge luminescente qui est montée dans le comparateur, et qui sert simultanément pour la commutation comme élément de référence de tension, engendre,par la différence entre sa tension d'amorçage et sa tension de coupure, une modulation de la tension élevée correspondant à l'hystérésis de la tension de la lampe à décharge luminescente. Quand on utilise ces exemples de transformateursde tension continue dans des instruments de mesure, cela nécessite un investissement supplémentaire en circuiterie de filtrage, afin de sauvegarder la précision de mesure requise.En particulier, dans des instruments de mesure servant à la mesure du rayonnement d'ionisation, les impulsions de charge relativement élevées du transformateur de tension continue, en plus. de la capacité propre du détecteur de rayonnement, peuvent simuler une impulsion de courant et,en conséquence, peuvent entacher le résultat de la mesure ou bien simuler un champ de rayonnement non existant. La présente invention a,en conséquence,pour objet de proposer un transformateur digital de tension continue régulée qui, en nécessitant seulement un léger investissement supplémentaire en ce qui concerne les circuits classiques de transformateurs est caractérisé par une faible modulation résiduelle et de faibles impulsions de charge dans le circuit de charge. Selon l'invention ce transformateur est caractérisé en ce que - la tension de référence ou de comparaison est engendrée séparément à partir de la tension continue élevée ; - le comparateur comprend un condensateur mémoire sur lequel est disponible la tension de référence qui est proportionnelle à la tension continue élevée ; - la constante de temps de décharge du comparateur dans la condition de décharge est un sous-multiple de la constante de temps de décharge du circuit électrique chargé, qui est alimenté par la tension élevée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tension de référence est prélevée sur un enroulement du transformateur oscillant ou sur un enroulement partiel de l'enroulement secondaire haute tension, comme tension alternative, et est redressée ensuite. Le comparateur suivant est constitué par l'agencement série d'une diode Zener dans la condition inverse, d'une résistance limitatrice et du trajet base-émetteur du transistor. On connatt déjà un transformateur de tension continue régulée, par le brevet autrichien NO 223 284, dans lequel la tension continue de référence est engendrée par l'intermédiaire de l'enroulement de contre-réaction du transformateur convertisseur au moyen d'un redresseur et d'un condensateur de charge. Dans ce cas, toutefois,la séparation de la tension de comparaison ou de référence par rapport au circuit de charge n'est pas réalisée dans le but d'améliorer la commande, mais dans le but de séparer galvaniquement le circuit primaire avec le circuit de commande agissant du côté du primaire, par rapport au circuit de charge. A l'aide de l'invention, on obtient en particulier l'avantage qu'à la fois la fréquence et la capacité de charge électrique des impulsions de charge par rapport au circuit de charge ainsi qu'au comparateur, sont déterminées par les propriétés du comparateur. Le circuit oscillant est avantageusement dimensionné, de telle sorte qu'également dans le cas le plus défavorable de fonctionnement pratique, une demi-onde d'oscillation, par l'intermédiaire de la capacité propre d'un tube de comptage pour le rayonnement d'ionisation, ne peut jamais dépasser le seuil de déclenchement d'un circuit d'évaluation dans le circuit de charge de la tension électrique élevée, pour déclencher ainsi un processus de comptage. En considérant la constante de temps de décharge relativement courte du comparateur par rapport au circuit de charge, les potentiels de commutation électriques pour la commutation "en/hors service" de l'élément de circuit électrique peuvent entre disposés séparément les uns des autres dans le comparateur, sans avoir de tension élevée dans le circuit de charge qui soit soumise à des variations dignes d'attention. Cet avantage est obtenu sans nécessiter d'investissement supplémentaire en éléments de circuits. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente le circuit simplifié d'un exemple de réalisation de l'invention. La figure 2 représente le circuit détaillé d'un exemple de réalisation de l'invention. 1 Le transformateur électronique de tension continue7de la figure 1 est alimenté par une tension continue provenant de la batterie 2. Par l'intermédiaire des oscillations du transformateur électronique et des redresseurs 3 et 4, il apparaît au condensateur de charge 5 une tension continue élevée pour alimenter la charge électrique 6 (par exemple, un tube de comptage pour un rayonnement dtionisation), et au condensateur de charge 7, il apparat une tension continue servant de tension de référence pour le comparateur 8.Ce comparateur 8, en fonction de la condition de tension électronique au condensateur de charge 7, sert à commandeur un circuit de commande digital 9 qui, avec son transistor de commutation 10, sert à la commutation "en/hors service" du circuit oscillant dans le transformateur de tension continue 1. En référence avec la figure 2, le mode de fonctionnement du circuit d'un exemple de réalisation de l'invention est maintenant expliqué d'une manière détaillée. Le transistor 11 avec les résistances 12 et 13, le condensateur 14 et les enroulements I et II du transformateur oscillant 15, forme un oscillateur de blocage. La diode Zener 16 avec le transistor 17 et les résistances 18 à 21 représente le comparateur 8. Le transistor 10 avec la résistance 22 représente le circuit de commande digital 9. Au cours de l'oscillation de l'oscillateur de blocage, le transistor 10 devient non conducteur de telle sorte que l'oscillateur de blocage oscille librement et charge les condensateurs de charge 5 et 7. Dès que la tension de référence au condensateur de charge 7 atteint la tension de coupure de la diode Zener 16, le transistor 17 devient conducteur et fait passer le transistor 10 dans l'état conducteur. Ce transistor 10 sert à raccourcir le trajet baseémetteur du transformateur oscillant 11, en supprimant ainsi l'oscillation. Le comparateur est maintenant déchargé à travers la diode Zener 16, la résistance 18, le traJet base-émetteur du transistor 17 et la résistance 20. Quand la tension au condensateur 7 décrott, la diode Zener 16 devient rapidement non conductrice en bloquant ainsi les transistors 17 et 10.Le condensateur de charge 5, par suite de la constante de temps de décharge sensiblement plus élevée du circuit de charge, a seulement perdu un peu de charge vers, par exemple, le tube de comptage par lequel il s'est chargé. L'oscillateur de blocage recommence à osciller, et par l'intermédiaire du redresseur 4, charge à nouveau le condensateur de charge 7 du comparateur et, si nécessaire, le condensateur de charge 5 du circuit de charge, par l'intermédiaire du redresseur 3. Les résistances du comparateur sont de valeur élevée. De cette manière, le comparateur demande peu d'énergie électrique à la batterie 2. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 10) Transformateur électronique de tension continue régulée, en particulier pour radiamètres, engendrant à partir d'une faible tension continue électrique, au moyen d'un circuit oscillant électronique, d'une transformation de tension alternative et d'un redressement subséquent, une tension continue électrique élevée à un condensateur de charge, engendrant simultanément dans un comparateur électrique, une tension de comparaison qui est proportionnelle à la tension continue élevée à l'aide de laquelle le comparateur commande un dispositif digital de commande électronique servant à la commutation "en/hors service" du circuit oscillant électronique par l'intermédiaire de son circuit de contre-réaction, en régulant et en maintenant ainsi constante la tension continue élevée au condensateur de charge, caractérisé en ce que - la tension de comparaison ou de référence est engendrée séparément à partir de la tension continue élevée ; - le comparateur comporte un condensateur mémoire sur lequel est disponible la tension de référence qui est proportionnelle à la tension continue élevée ; - la constante de temps de décharge du comparateur dans la condition de décharge est un sous-multiple de la constante de temps de décharge du circuit électrique chargé qui est alimenté par la haute tension 20) Transformateur de tension continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension de référence est engendrée par le redressement de la tension alternative à partir d 'un enroulement séparé ou partiel, en particulier un enroulement partiel de la bobine de tension élevée. 30) Transformateur de tension continue selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le comparateur est composé de l'agencement série d'une diode Zener en direction inverse, d'une résistance limitatrice, et du trajet base-émetteur d'un transistor. 4 ) Transformateur de tension continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge électrique d'une demi-onde d'oscillation maximale qui est engendrée dans le cas de fonctionnement le plus défavorable et qui est appliquée,par l'intermédiaire de la capacité propre du tube de comptage pour le rayonnement d'ionisation, à un circuit d'évaluation dans le circuit de charge, est inférieure au seuil de déclenchement du circuit d'évaluation.