Brevet FR2282754A1 — publié le 19760319

L'invention concerne un appareil radiotéléphonique des tiné à l'exploitation minière de fond et comportant un circuit coulé dans un produit de remplissage à l'intérieur d'un boiter, ainsi qu'une batterie reclar- geable à l'arrière de laquelle se trouve intercalé un limiteur de courant. De tels appareils radiotelephoniques sont d'ores et déjà connus et sont utilisés au cours des déplacements des véhicules dans les galeries. La protection anti-grisouteuse, telle qu'elle est définie par les autorités compétentes, est réalisée en ce que les éléments composants et le circuit sont coulés dans un produit de remplissage à l'intérieur du boitier. Le rôle du limiteur de courant consiste à limiter la puissance émissible par la batterie. Dans ces appareils connus, le limiteur de courant se compose d'une résistance chimique qui présente l'inconvénient de réduire également la tension disponible aux bornes de raccordement de l'appareil. Il est donc nécessaire d'amplifier la tension fournie par la batterie. Pour ce faire, on utilise une deuxième batterie, ce qui provoque, contrairement au but visé, une augmentation de poids des batteries. D'autre part, l'amplification de b tension est incompatible avec la protection anti-grisouteuse.Un autre inconvénient abside dans le fait qu'en cas de court-circuit dans appareil on se trouve en présence dtun flux de courant relativement important, qui peut provoquer un surcbauffement de l'appareil. La protection anti-grisouteuse n'est donc plus garantie. De ce fait, I'invention 'est fixé pour but d'améliorer l'appareil radiotéléphonique de manière telle que la tension émissible par la batterie puisse, en cas de court-circuit, être réduite à un minimum, afin que l'appareil radiotéléphonique puisse être classé dans les "modes de sécurité intrinsèques de la catégorie (Sch > i". Ce problème est résolu par le fait que le limiteur de tension se compose d'un transistor (T 3) dont la base est reliée à une borne de raccordement et dont l'émetteur est branché, au travers d'une résistance à faible impédance, sur cette mAme borne de raccordement, alors que son collecteur règle la tension de base d'un transistor (T I) lui-meme relié au pôle de Ia batterie au travers de son collecteur et à l'autre borne de raccordement de l'appareil au travers de son émetteur, et que l'émetteur du transisi- tor (T 1) est relié, au travers d'une résistance, à la base d'un transistor (T 4) dont l'émetteur est relié au pôle de la batterie et dont le collecteur est raccordé à la base du transistor (T 3). Ainsi, le transistor (T 3) est commandé resp. piloté par le courant de sortie de l'appareil. Son collecteur commande la tension de base du transistor (T 1) dont la conductance en baisse a pour effet de limiter le courant de sortie de l'appareil. Du fait qu'en cas de limitation, en cas de court-circuit par exemple, il s'établit une dissipation de puissance importante au transistor (T 1), on utilise la chute de tension provoquée à ce transistor (T 1), et dès l'atteinte d'une certaine valeur de consigne, pour piloter le transistor (T 4). Ce transistor (T 4) provoque un potentiel élevé à la base du transistor (T 3) qui est effectivement piloté et qui bloque instantanément le transistor (T 1). Entre les transistors (T 1 et T 3), il est possible d'intercaler un transistor (T Z) dont la base est reliée au collecteur du transistor (T 3) ainsi qu'au pôle de la batterie et dont l'émetteur est raccordé à la base du transistor (T 1), alors que son collecteur est relié au pôle de la batterie. Le transistor (T 2) commande le transistor (T 1) auquel il est accouplé. En mettant les transistors (T 1 et T 2) hors circuit, un courant résiduel s'écoulant du pôle de la batterie à travers le collecteur du transistor (T 3) peut être réglé, le cas échéant, par une résistance intercalée dans la conduite considérée. Il s'avère utile d'intercaler une résistance entre la s base du transistor (T 3) et les bornes de raccordement de l'appareil. Cette résistance est utilisée, non seulement comme résistance de protection de la base du transistor (T 3) contre les champs à haute fréquence engendrés dans le circuit d'antenne, mais également comme élément protecteur de la base du transistor (T 3) contre des défectuosités éventuelles. Finalement, cette résistance évite, en cas de mise hors circuit, que le courant fourni par le collecteur du transistor (T 4) aboutisse, par exemple, à la borne de raccordement de l'appareil. Le point de mise hors circuit peut être réglé àl'aide d'une résistance disposée entre la base du transistor (T 4) et le pôle de la batterie. Un condensateur branché en parallèle avec cette résistance se comporte comme un élément de temporisation qui, en cas de mise en circuit de l'appareil, empêche le fonctionnement du circuit et, de ce fait, la mise hoirs circuit, jusqu'à ce que les condensateurs électrolytiques se trouvant dans l'appareil soient entièrement chargés. Pour permettre la recharge de la batterie par les bornes de raccordement conduisant à l'appareil, il apparat opportun de shunter le transistor (T 1) par une diode. Le limiteur de courant qui, avec le dispositif de coupure, remplit les conditions exigées par le système de "sécurité intrinsèque, peut être réalisé sous forme de circuit imprimé à éléments discrets et devrait, pour répondre aux conditions imposées par les autorités compétentes, exister en deux exemplaires identiques dont chacun des deux garantisse la sécurité intrinsèque. Un système particulièrement adapté à l'usage pratique dans l'exploitation au fond est celui dans lequel on dispose la batterie et le limiteur de courant dans un seul boitier, dans lequel ils sont coulés dans un produit de remplissage et qui comporte un support de batterie avec bornes de raccordement qui fait saillie et qui se loge dans une gorge aménagée dans le boîtier qui contient l'appareil radiotéléphonique et qui est relié au boiter recevant la batterie. Grive à cette réalisation, il dement possible de disposer pour l'usage au fond d'appareils radiotéléphoniques commercialisés, pour lesquels la catégorie "sécurité intrinsèque" est venue remplacer la catégorie de sécurité antérieure. Le boîtier de la batterie devrait avantageusement comporter un système d'attache doté de brides en vue de sa fixation au bolier de l'appareil radio. Lorsque la batterie est déchargée, les brides peuvent etre enlevées pour permettre de mettre cette batterie en charge par l'intermédiaire des bornes de raccordement qui se trouvent sur le support de la batterie. Après avoir assemblé le boitier de l'appareil radiotéléphonique et le boîtier de la batterie, l'appareil est à nouveau en état de fonctionnement. Pour les besoins de la cause, il importe que les deux boitiers présentent une forme identique. On utilisera de préférence des boitiers qui, dans le sens de leur axe principal, présentent un rétrécissement d'allure tronconique et dont le support de la batterie se trouve aménagé sur le côté avec la plus grande section transversale du boîtier contenant la batterie lequel côté comporte un évidement pour le logement du côté avec la plus petite section transversale du boitier qui contient l'appareil radiotélépnonique. On a décrit ci-après, en référence aux dessins annexés un exemple de réalisation non limitatif de l'objet de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 représente une vue en élévation d'un appa r eil radiotéléphonique, la figure 2 est une coupe à travers une des deux parties de l'appareil visé dans la figure 1, la figure 3 représente le circuit de limitation du courant et de sécurité d'une batterie de l'appareil radiotéléphonique. L'appareil radiotéléphonique comporte deux boîtiers 1, 2 qui sont reliés entre eux par un système d'attache 3. Le boitier supérieur 1 contient le circuit de l'appareil radio. La face supérieure 4 du boftier 1 comporte une antenne 5, un interrupteur 6 et un microphone/haut-parleur 7 (double fonction) avec un bouton "émission", 8. Le bolier 1 présente une coupe transversale approximativement ovale qui se réduit dans le sens de la face supérieure 4 en direction de la face inférieure 9. La face infé rieur 9 du boiter 1 est logée dans un évidement 10 du boitier 2 qui est de même forme que le boitier 1. Le système d'attache 3 comporte une bague 11 qui épouse la circonférence du boitier 2 auquel elle est fixée à l'aide de vis 12. La bague ll-maintient deux brides 13 opposées l'une à l'autre et supportant ellesmêmes une bague 14 qui épouse la circonférence du boltier 1 sur lequel elle est maintenue par les vis 15. Le boiter 2 contient une batterie 16 et deux platines 17, 18 comportant chacune un limiteur de courant et un circuit de sécurité montés en série. Les éléments renfermés dans le boiter 2 sont coulés dans une résine de remplissage dont l'emploi est autorisé dans les mines. Pour éviter que les tensions, provoquées par le coulage de la résine, endommagent les composants électroniques sur les platines 17 et 18, celles-ci ont été enveloppées dans un revêtement de caoutchouc aux silicones. Dans le boîtier 2, la résine coulée atteint la face inférieure 19 de l'évidement 10. Un support pour la batterie 21, qui fait saillie à la surface 20 de la résine de remplissage, est muni des bornes de raccordemeit 22,23 par l'intermédiaire desquelles la puissance émise par la batterie est dirigée sur l'appareil radio. La forme du support pour la batterie est telle que ce support peut se loger dans une gorge aménagée dans le boitier I de l'appareil radio et qu'en même temps les deux boîtiers 1 et 2 se superposent de manière à pouvoir être reliés entre eux par le système d'attache 3. Les conduites de raccordement 24, 25 entre les pales 26, 27 de la batterie et les entrées du circuit de la platine 17, tout comme d'ailleurs les conduites de raccordement 26 entre les platines 17 et 18 et les conduites 27 aboutissant aux bornes de raccordement 22, 23 sont coulées daru le boîtier 2. Sur chacune des platines 17, 18 une protection électronique, sous forme de circuit imprimé à éléments discrets , limite la puissance pouvant être prélevée sur la batterie 16. Les deux circuits sont absolument identiques, ce qui permet de limiter leur description à un seul de ces circuits Le pôle positif 26 de la batterie est relié au collecteur d'un transistor T 1 dont 11 émetteur est branché sur la conduite reliée à la borne de raccordement 22. La base du transistor T 1 est reliée à l'émetteur d'un transistor t2 dont le collecteur est raccordé au pôle 26 de la batterie par l'intermédiaire d'une résistance R1 de 150 ohms.La base du transistor T 2 est reliée d'une part au pôle 26 de la batterie au travers d'une résistance R3 de 1,8 kohm et d'autre part au collecteur d'un transistor T3 dont l'émetteur est raccordé au pôle négatif 27 de la batterie et dont b base est branchée sur la borne de raccordement 23 par l'intermédiaire d'une rfisistance R5 de 150 ohms. La conduite relant la borne de raccordement 23 au pôle négatif 27 de la batterie comporte une résistance R7 de 1 ohm intercalée entre la borne de raccordement 23 et le point de raccordement 30 de l'émetteur du transistor T 3. Les transistors T I, T2 et T 3 sont des transistors n-p-n du type BC 141-10. Le circuit comporte par ailleurs un transistor T 4 p-n-p du type BC 161-10 dont l'émetteur est relié au pôle positif 26 de la batterie 16 et dont le collecteur est raccordé à la base du transistor T 3 par l'intermédiaire d'une résistance R6 de 1,8 kohm, La base du transistor T 4 est reliée au travers d'une résistance R4 de 6,8 kohms à l'émetteur du transistor T 1. Cette base du transistor T 4 est également reliée au pôle positif 26 de la batterie 16 par l'intermédiaire d'une résistance R2 de 1,8 kohm et d'un condensateur C de 2,2 microfarads. Le fonctionnement du circuit est commenté ci-dessous. Le courant de sortie IA, absorbé par l'appareil radiotéléphonique qui sur la figure 3 est représenté par la résistance de perte RL, provoque à la résistance R7 une chute de tension qui, en cas de dérangement et dès l'atteinte d'une certaine valeur de consigne, pilote le transistor T 3. Le potentiel à la base du transistor T 2 se trouve ainsi réduit, ce qui élimine sa conductance spécifique. I1 s'ensuit logiquement une diminution de la conductance spécifique du transistor T 1, lequel limite ensuite le courant IA. A L'intensité du courant IA qui est déterminée par la résistance R7 est égale à 0, 62 A dans le cas où l'on utilise une batterie NC de 14,4 V. Etant donné qu'un court-circuit dans l'appareil radio provoquerait une dissipation de puissance importante au transistor T 1, on utilise la chute de tension provoquée par le courant IA au transistor T 1 pour commander le transistor T4. Dès que le courant atteint une certaine intensité, le transistor T 4 est effectivement piloté. Par l'intermédiaire de son collecteur, ce transistor T 4 provoque un potentiel positif élevé à la base du transistor T 3 qui se trouve ainsi piloté.Ainsi la résistance R3 et le transistor T 3 ne sont plus alimentés que par un faible courant résiduel d'environ 10 milliampères qui allume une diode 31 à l'arséniure de gallium aménagée entre la résistance R3 et le collecteur du transistor T 3. Cette diode à l'arséniure de gallium se trouve en évidence sur la paroi extérieure du boîtier 2 et indique la mise sous tension du circuit. Le point de mise hors circuit peut être fixé par le dimensionnement correspondant des résistances R2 et R4. Dans le présent exemple de réalisation, le point de mise hors circuit a été réglé à 0,58 ampère. En cas de charge progressive du circuit, on assiste en premier lieu à une baisse de la tension de sortie qui tombe de 14,4 V à environ 10 V pour une intensité du courant d'environ 0,55 ampère. Si l'intensité augmente, la mise hors circuit se situe aux environs de 0,58 ampère et approximativement 8,6 V. A partir de cet instant, la résistance R3 et le transistor T 3 ne sont plus traversés que par un faible courant résiduel d'environ 10 milliampères. L'ensemble du programme de commande s 'étend sur environ une microseconde. Après la mise hors circuit de la charge, le circuit prend à nouveau son état de fonctionnement normal. Le condensateur C est appelé, en cas de mise en circuit de l'appareil radiotéléphonique, à empêcher le fonctionnement du circuit pendant tout le temps qu'il faut aux condensateurs électrolytique se trouvant dans l'appareil pour se recharger. La résistance R5 est appelée à protéger la base du transistor T 3 contre les avaries et à éviter que les champs à haute fréquence, engendrés dans le circuit d'antenne, pénètrent dans ce transistor T 3. Par ailleurs, la résistance R5 empêche, en cas de mise hors circuit, que le courant qui s'écoule entre le collecteur du transistor T 4 et la base du transistor T 3 via la résistance R6 atteigne, au travers de la résistance R7, le pôle négatif 27 de la batterie 16. Pour permettre la mise en charge de la batterie 16 à l'aide des bornes de raccordement 22, 23, le transistor T 1 est shunté à que l'aide d'une diode D du type 1 N 4002 qui ne laisse passer ive courant de charge et bloque le courant de sens contraire. REVENDICATIONS ~=~=~=~=~=~=~=~=~=~=~=~=~= -1. Appareil radiotéléphonique destiné à l'expldtation minière de fond et comportant un circuit coulé dans un produit de remplissage à l'intérieur d'un boîtier, ainsi qu'unie batterie rechargeable à l'arrière de laquelle se trouve intercalé un limiteur de courant, caractérisé en ce que le limiteur de tension se compose d'un transistor (T 3) dont la base est reliée à une borne de raccordement (23) et dont l'émetteur est branché, au travers d'une résistance (R7) à faible impédance, sur cette même borne de raccordement (23), alors que son collecteur règle la tension de base d'un transistor (T 1) lui-même relié au pôle (26) de la batterie au travers de son collecteur et à l'autre borne de raccordement (22) de l'appareil au travers de son émettueur, et que l'émetteur du transistor (T 1) est relié, par l'intermédiaire d'une résistance (R4), à la base d'un transistor (T 4) dont l'émetteur est relié au pôle (26) de la batterie et dont le collecteur est raccordé à h base du transistor (T3). 2. Appareil radiotéléphonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre les transistors (T 1, T 3), est intercalé un transistor (T 2) dont la base est reliée au collecteur du transistor (T 3) ainsi qu'au pôle (26) de la batterie et dont l'émetteur est raccordé à la base du transistor (T 1), alors que son collecteur est relié au pôle (26) de la batterie. 3. Appareil radiotéléphonique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une résistance (R5) est intercalée entre la base du transistor (T 3) et la borne du raccordement (23) de l'appareil. 4. Appareil radiotéléphonique selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'une résistance (R2) est intercalée entre la base du transistor (T 4) et le pole (26) de la batterie. 5. Appareil radiotéléphonique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un condensateur (C) est branché en parallèle avec la résistance (R2). 6. Appareil radiotéléphonique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que,pour permettre la recharge de la batterie (16), on dispose d'une diode (D) qui court-circuite le transistor (T 1). 7. Appareil radiotéléphonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la batterie tel6) et le limiteur de courant sont disposés dans un même bottier (2 > dans lequel ils sont coulés dans un produit de remplissage et qui comporte un support de batterie (21) avec bornes de raccordement (22, 23) qui fait saillie et qui se loge dans une gorge ménagée dans le boîtier (1) qui contient l'appareil radiotéléphonique et qui est relié au bottier (2) qui contient la batterie 8. Appareil radiotéléphonique selon revendication 7, caractérisé en ce que le boftier (2) comporte un système d'attache (3) doté de brides (13) en vue de sa fixation au bolrtier (1) contenant l'appareil radiotéléphonique. 9. Appareil radiotéléphonique selon l'une des revendications 7, 8, caractérisé en ce que les boitiers (1, 2) ont une forme identique et présentent dans le sens de leur axe principal un rétrécissement d'alIure tronconique et que le support (21) de la batterie ee trouve disposé sur le côté du boîtier (2) de la batterie qui offre la section transversale la plus grande et qui comporte un évidement (10) pour le logement du coté avec la plus petite section transversale du boiter (1) contenant l'appareil radiotéléphonique.