Brevet FR2235531A1 — publié le 19750124

La présente invention a pour objet un montage pour la production périodique d1oscillations de haute fréquenceanorties, notamment applicable en chirurgie sous haute fréquence, comprenant un circuit oscillant amorti accordé sur la haute fréquence désirée et connecté à un dispositif de charge destiné à charger sa capacité, ainsi qu'un moyen de commutation contrtlable qui court-circuite ledit circuit oscillant au rythme de la fréquence désirée de succession des oscillations amorties et pour la durée voulue de ces dernières. On connaît déjà, par la demande de brevet allemand publiée sous le n0 2.010.361, un tel montage dans lequel est employé comme dispositif de charge un alternateur, tandis que des thyristors servent de moyen de commutation pour le court-#ircuitage du circuit oscillant. t1 amorçage de ces thyristors intervient en fonction de la tension délivrée par l'alternateur, et se produit lorsqu'est atteinte une valeur maximale positive ou négative de cette tension. Ce montage connu présente l'inconvénient que, en mEme temps qu1 ils provoquent le court-circuitage du circuit oscillant, les thyristors court-circuitent simultanément la sortie du dispositif de charge. Il en résulte un prélèvement inutile de puissance sur ce dispositif de charge, ce qui entraine finalement un abaissement non négligeable du rendement de l'ensemble du montage. La présente invention se donne pour but de pallier cet inconvénient du montage connu, en d'autres termes, de concevoir un montage du genre précité qui présente un rendement considérablement amélioré. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que le montage inclut un organe de commutation assurant alternativement la connexion et la déconnexion du dispositif de charge au/du circuit oscillant ainsi qu'un organe de commande agissant sur ledit organe de commutation de façon telle que le dispositif de charge ne soit chaque fois connecté au circuit oscillant que pendant la durée de la charge de sa capacité. Par suite de cette limitation de la durée de raccordement du dispositif de charge au circuit oscillant à la seule durée effective de charge de la capacité de ce circuit, le montage selon l'invention permet d'abaisser très sensiblement la puissance demandée au dispositif de charge. Cette réduction de puissance demandée entraine à son tour un accroissement non né#ligeable du rend#ment global du montage selon l'invention. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'organe de commande agit sur l'organe de commutation en fonction de la position du moyen de commutation assurant le court-circuitage du circuit oscillant, ceci de façon telle qu'à chaque fermeture du moyen de commutation provoquant le court-circuitage du circuit oscillant le dispositif de charge soit déconnecté de ce circuit, et qu'à chaque ouverture du moyen de commutation interrompant ce courtcircuitage le dispositif de charge se trouve à nouveau connecté au circuit oscillant.Comme organe de commande peut titre avantageusement employé un générateur d'impulsions de commutation qui fournit, en même temps qu'une impulsion de court-circuitage pour le moyen de commutation, une impulsion dedéconnexion pour l'organe de commutation afin de lui faire séparer le dispositif de charge du circuit oscillant. Selon une autre forme de réalisation avantageuse de l'invent ion, le dispositif de charge est constitué par une source de tension continue tandis que l'organe de commutation comporte des moyens assurant la fourniture d'un courant de charge constant à la capacité du circuit oscillant lorsque cette source de tension continue s'y trouve connectée.Une telle forme de réalisation de l'invention est particulièrement avantageuse du fait que, grace au recours en combinaison à une tension continue comme tension de charge et à la circulation d'un courant constant pendant toute la durée de la charge, il est possible d'obtenir des temps de charge pour la capacité du circuit oscillant qui sont beaucoup plus courts que dans le montage alimenté sous tension sinusoidale, ces temps de charge réduits permettant à leur tour d'obtenir des fréquences de succession plus élevées pour les impulsions de décharge à haute fréquence (par rapport à une tension sinusoidale ce fréquence déterminée, il est possible de doubler pratiquement la valeur de la fréquence de succession des impulsions).Comme organe de commutation peut titre avantageusement employé dans le cas présent un transistor inséré dans le circuit qui relie le dispositif de charge au circuit oscillant, ce transistor constituant simultanément avec une résistance ohmique un montage générateur de courant constant. Il est toutefois prévu, dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, que l'organe de commutation et le moyen de court-circuitage soient constitues chacun par au moins un thyristor, le thyristor employé comme organe de commutation étant branché en série avec un premier enrouleroent dans le circuit de charge tandis que le thyristor servant de moyen de court-circuitage est branché également en série avec un second enroulement dans le circuit de décharge du circuit oscillant, et ces deux enroulements étant couplés inductivement avec le récepteur par ltinter- médiane d'au moins un autre enroulement.Dans une telle forme de réalisation de l'invention, une impulsion de haute fréquence à destination du récepteur est produite aussi bien pendant le temps de charge que pendant le temps de décharge de la capacité du circuit oscillant. Il en résulte d'une part une appréciable amélioration du rendement, et d'autre part, une possibilité supplémentaire d'accroissement de la fréquence de succession des impulsions de haute fréquence délivrées au récepteur. L'invention sera à présent exposée plus en détails, et ses avantages explicités, à propos de deux exemples de réalisation donnés à simple titre illustratif et en se référant aux deux figures du dessin #ci-annexé. Sur la figure 1 est représentée en 1 une source de tension continue qui sert de source de charge pour la capacité 2 d'un circuit oscillant 4 de haute fréquence constitué de cette capacité ainsi que d'un enroulement 3. Cet enroulement 3 représente lui mtme l'enroulement primaire d1 un transformateur 5 de haute fréquence. L'enroulement secondaire 6 de ce transformateur 5 est couplé à son enroulement primaire par l'intermédiaire d'un circuit magnétique 7. Le transformateur 5 assure la transmission des impulsions de haute fréquence produites par le circuit oscillant 4 à un récepteur 8, qui peut titre par exemple le corps d'un patient.Il assure en outre simultanément le découplage de ce récepteur 8 du circuit oscillant 4 à l'égard de la composante de tension continue. La charge de la capacité 2 est contrlée par un transistor 9 jouant le rtle d'interrupteur statique et assurant alternativement la connexion de la capacité 2 du circuit oscillant au générateur de tension continue 1 et sa déconnexion de ce meme générateur. Le transistor 9 fournit par ailleurs, en coopération avec une résistance ohmique 91, un courant de charge constant à la capacité 2 du circuit oscillant 4 pendant toute la durée de sa charge. Le transistor 9 est lui-mEme commandé par des impulsions de commutation produites par un générateur d'iapulsiors 10. Ce générateur d'impulsions 10 commande par ailleurs simultanément un thyristor Il aux fins de court-circuitage périodique du circuit oscillant 4 Les impulsion de commande émises par le générateur d'impulsionslO sont déterminées de telle sorte que soit 'émise, en même temps qu'une impulsion d'amorçage pour le thyfl ristor 11, une impulsion de déconnexion pour le transistor 9 afin de lui'faire séparer de la source 1 de tension continue le circuitoscillant 4 pendant la durée du court-ciuuitage du circuit oscillant qui est provoqué par le thyristor 11. Après chaque décharge de la capacité du circuit oscillant, par contre, le transistor 9 est remis en Vétat passant par le générateur d'impulsions de commutation 10~) en vue d'une nouvelle charge de la capacité 2 du circuit oscillant par la source 1 de tension continue, tandis que simultanément le thyristor Il est maintenu bloqué pendant toute la durée de cette charge. Lorsque le montage représenté à-la figure 1 des-dessins est mis en fonctionnement, le transistor 9 est ainsi périodiquement rendu passant au rythme des impulsions de commutation fournies par le générateur d'impulsions 10 aux fins de charge de la capacité 2 du circuit oscillant, et de nouveau bloqué- au terme de-cette charge avec amorçage simultané du thyristor 11.Les impulsions de haute fréquence produites pendant la durée du court-circuit du circuit oscillant sont transmises par l'intermédiaire du transformateur 5 au récepteur 8 (par exemple, pour jouer le rôle de coagulant dans des opérations de chirurgie sous haute fréquence), Du fait que pendant la durée de la charge de la capacité 2 du circuit oscillant le transistor 9 fonctionne en tant que source de courant constant, il est possible d'obtenir des durées de charge relativement courtes sous réserve d'un dimensionnement correct de ce transistor, ces durées réduites de charge permettant à leur tour dlobtenir une fréquence de succession élevée des impulsions de décharge de haute fréquence produites par le circuit oscillant 4, Il est en outre possible de tirer pleinement parti de ce fait de la pente maximale admissible de tension sur le thyristor 11. Sur la figure 2 des dessins, le repère numérique 12 déw signe à nouveau une source de tension continue qui sert à charger la capacité 13 d'un circuit oscillant 15 de haute fréquence constitué de cette capacité ainsi que d'un enroulement 14. La charge de la capacité 13 du circuit oscillant est ici contrtlée par un premier thyristor 16 (thyristor de charge) en aval duquel est branché un autre enroulement 17. La décharge de la capacité 13 du circuit oscillant se produit à travers 11 enroulement 14 lorsque s'amorce un second thyristor 18 (thyristor de décharge). La commande des deux thyristors 16 et 18 est assurée, ici encore, par un générateur d'impulsions 19 délivrant des impulsions d'amorçage appropriées. Les deux enroulements 14 et 17 constituent, dans l'exem- ple de réalisation de la figure 2, et de la mtme manière que lten- roulement 3 dans celui de la figure 1, l'enroulement primaire d'un transformateur 20 de haute fréquence possédant un enroulement secondaire 21 et un circuit magnétique 22, avec le récepteur 23 raccordé aux bornes du circuit secondaire. Le mode de fonctionnement du montage selon la figure 2, qui diffère quelque peu de celui de la figure 1, est le suivant Le thyristor de charge 16 est tout d'abord amorcé pour permettre la charge de la capacité 13 du circuit oscillant. Le courant de charge qui circule alors à travers llenroulenent partiel 17 produit alors, dès le stade de la charge de cette capacité, une impulsion de haute fréquence qui est recueillie par l'enroulement secondaire 21 du transformateur 20 et est délivrée au récepteur 23. Au terme de la charge, le thyristor 16 est à nouveau bloqué et de ce fait, la source de tension continue 12 est séparée du circuit oscillant 15. Simultanément, le thyristor de décharge 18 est amorcé à son tour, et l'impulsion de décharge qui prend alors naissance est transmise en tant que nouvelle impulsion de haute fréquence au récepteur 23. Ainsi donc, dans le cas du montage de la figure 2, c'est aussi bien pendant le temps de charge de la capacité 13 du circuit oscillant que pendant son temps de décharge qesstdééérée au récepteur 23 une impulsion de haute fréquence (dans l'exemple de réalisation de la figure 1, par contre, seule une impulsion de décharge est délivrée pendant la phase de décharge de la capacité du circuit oscillant). Les enroulements mutuellement couplés 14 et 17 empochent un amorçage simultané des thyristors 16 et 18 du fait que chaque impulsion de courant fait apparattre une tension inverse aux bornes du thyristor qui est bloqué. REVENDICATIONS 1 - -ontage pour la production périodique d'oscillations de haute fréquence amorties, notamment applicable en chirurgie sous haute fréquence, comprenant un circuit oscillant amorti accordé sur la haute fréquence désirée et connecté à un dispositif de charge destiné à charger sa capacité, ainsi qu'un moyen de commutation contrglable qui court-circuite ledit circuit oscillant au rythme de la fréquence désirée de succession des oscillations amorties et pour la durée voulue de ces dernières, caractérisé par le fait qu'il inclut un organe de commutation (9 ou 16) assurant alternativement la connexion et la déconnexion du dispositif de charge Cl ou 12) au/du circuit oscillant (4 ou 15), ainsi qu'un organe de commande (10 ou 19) agissant sur ledit organe de commutation de façon telle que le dispositif de charge ne soit chaque fois connecté au circuit oscillant que pendant la durée de la charge de sa capacité (2 ou 13). 2 - Montage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe de commande (10 ou 19) agit sur l'organe de commutation (9 ou 16) en fonction de la position du moyen de commutation (11 ou 18) assurant le court-circuitage du circuit oscillant, ceci de façon telle qu'à chaque fermeture du moyen de commutation provoquant le court-circuitage du circuit oscillant le dispositif de charge (1 ou 12) soit déconnecté de ce circuit, et qu'à chaque ouverture du moyen de commutation interrompant le court-circuitage du circuit oscillant le dispositif de charge s'y trouve à nouveau connecté. 3 - Montage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'organe de commande (10 ou 19) est un générateur d'impulsions de commutation qui fournit, en mEme temps qu'une impulsion de court-circuitage pour le moyen de commutation (11 ou 18), une impulsion de déconnexion pour l'organe de#commutation (9 ou 16) afin de lui faire séparer le dispositif de charge du circuit oscillant. 4 - Montage selon lune quelconque des revendications l à 3, caractérisé par. le fait que le dispositif de charge (l ou 12) est une source de tension continue et que l'organe de commutation (9 ou 16) comporte des moyens assurant la fourniture d'un courant de charge constant à la capacité du circuit oscillant lorsque cette source de tension continue s'y trouve connectée. 5 - Montage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe de commutation est un transistor (9) inséré dans le circuit qui relie le dispositif de charge (1) au circuit oscillant (4). 6 - Montage selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le transistor (9) constitue avec une résistance ohmique (9') un montage générateur de courant constant. 7- Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'organe de commutation et le moyen de court-circuitage sont constitués chacun par au moins un thyristor (16, 18), le thyristor (16) employé comme organe de commutation étant branché en série avec un premier enroulement (17) dans le circuit de charge tandis-que le thyristor (18) servant de moyen de court-circuitage est branché également en série avec un second enroulement (14) dans le circuit de décharge du circuit oscillant (15), et par le fait que ces deux enroulements (14, 17) sont couplés inductivement avec le récepteur (23) par l'intermédiaire d'au moins un autre enroulement (21). 8 - Montage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le premier et le second enroulements (17, 14) constituent l'enroulement primaire, et l'autre enroulement (21) l'enroulement secondaire d'un transformateur (20). 9 - Montage selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'enroulement primaire (17, 14) du transformateur (20) comporte une prise médiane, et que la capacité (13) du circuit oscillant est branchée entre cette prise médiane et la connexion du thyristor (18) formant moyen de court-circuitage avec le dispositif de charge (12).