Brevet FR2318541A1 — publié le 19770211

La présente invention concerne un transformateur d'isolement pour circuits à impulsions, en particulier pour circuits à impulsions rapides. Dans de nombreux circuits électrioues, des signaux se présentant sous forme d'impulsons doivent transiter su des lignes de grandes longueurs entre une source et un récepteur. Outre les moyens servant à compenser la distorsion des impulsions due a l'atténuation ou aux signaux parasites , Il peut être nécessaire de disposer de moyens assurant une isolation électrique satisfaisante entre la ligne et les circuits de transmission. Cef i est necessai- re pour empêcher que les circuits ne soient détériorés au cas où une tension élevée serait appliquée à la ligne ou induite Jans celle-ci Cette fonction de protection est généralement acconplié à l'aide d'un transformateur d'isolement ayant le même nombre de spires pour les enroulements primaire et secondaire. Dans le cas de circuits d'impulsions rapides, mettant en jeu des impulsions ayant des temps de montée très courts, Ja structure et les dimensions du transformateur peuvent avoir une influence considérable. De plus, un tel transformateur est toujours assez volumineux, dans la mesure où il doit présenter entre les enroulements primaire et secondaire une isolation électrique suffisante pour empêcher un claquage au cas où une tension élevée serait applique 'a la ligne connectée à l'enroulement secondaire. Les dimensions importantes d'un tel transformateur entratnent. une dégradation de ses performances. Le but de I'invention est de réaliser un transformateur d'isolement fonctionnant de façon satisfaisante lorsqu'il est utilisé dans des circuits d'impulsions rapides. Selon l'invention, le transformateur d'isolement pour circuits d'impulsions rapides est caractérisé en ce qu'il comprend une paire de noyaux de forme torique sur chacun desquels est bobiné un enroulement a plusieurs spires, et un enroulement commun aux deux noyaux constitués par un fil isolé unique passant à travers les deux noyaux, ces deux noyaux et leurs enroulements entant écai tés l'un de llautre pour-empecher un claquage de isolant entre les deux enroulements à plusieurs spires. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du transformateur d'isolation, - la figure 2 est un schéma électrique du transformateur de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation possible du transformateur de la figure 1. En référence à la figure 1, un transformateur comprend deux noyaux toriques en ferrite, 10 et 11. Le noyau 10 comporte un enroulement à plusieurs spires 12 réalisé en fil fin isolé bobiné autour du noyau, et un enroulement similaire 13 ayant le meme nombre de spires est bobiné autour du noyau 11.-Un enroulement à une seule spire, 14, traverse les deux noyaux, et est réalisé à l'aide d'un fil de forte section bien isolé. Les-deux noyaux, qui sont disposés parallèlement l'un. à l'autre sur le dessin, sont séparés par une distance suffisante pour assurer l'-isolation nécessaire entre les enroulements 12 et 13.Cette distance peut etre diminuée si un matériau isolant est placé entre les noyaux, ce matériau pouvant etre constitué par exemple par une matière plastique stratifiée du type de celle utilisée pour les plaques de circuit imprimé. La figure 2- représente le schéma électrique du transformateur. Si l'enroulement 12 est considéré comme l'enroulement d'entrée, le noyau 10 et ses enroulements 12 et 14 constituent un transformateur abaisseur. De façon similaire, le noyau Il et ses enroulements 13 et 14 constituent un transformateur élévateur de même rapport. L'effet global entre l'enroulement d'entrée 12 et l'enroulement de sortie 13 est donc le même que celui produit par un transformateur ayant un rapport unité. La ligne de grande longueur transmettant les impulsions est connectée à ltenroulement de sortie 13, tandis que le circuit engendrant les impulsions est connecté à l'enroulement d'entrée 12. Comme il a été indiqué pr8cédemment, la principale application envisagée pour le transformateur impose à ce dernier -de très faibles dimensions. A titre d'exemple uniquement, le transformateur peut être réalisé de la façon suivante : les noyaux 10 et il peuvent être tels que ceux connus sous la marque "Mullard", Modèle PX 1098, ayant un diamètre intérieur de 4 mm, et l'enroulement porté par chaque noyau peut comporter 24 spires de fil émaillé d'un diamètre de 0,15 mm. L'enroulement à une seule spire peut entre réalisé à l'aide d'un fil de section notablement supérieure, muni d'un manchon isolant. Un tel transformateur peut fonctionner à des débits binaires dépassant 3 x 106 éléments binaires par seconde. Le but essentiel de la structure décrite ci-dessus est d'empêcher un amorçage direct entre les enroulements 12 et 13 au cas où une tension excessive serait appliquée directement à la ligne de grande longueur connectée à l'enroulement 13. L'isolation entre les enroulements est déterminée par leur écartement et par la nature du matériau isolant placé entre les noyaux. Cette isolation peut être notablement supérieure à celle qu'il est possible de réaliser dans un transformateur d'isolement classique de taille similaire comportant un seul noyau à deux enroulements. Dans le cas où une tension excessive est appliquée entre les deux conducteurs d'une ligne de grande longueur, une impulsion se propageant en sens inverse atteint le transformateur Cep-end-t, le calibre du fil constituant l'enroulement 13 peut-être choisi de manière à ce que le courant résultant d'une telle tension excessive détruise l'enroulement avant que d'autres parties du circuit ne soient détériorées. Une tension excessive apparaissant entre l'un des conducteurs de la ligne de grande longueur et la terre a simplement pour effet d'élever le po-tentiel -de l'enroulement de sortie 13 par rapport à la terre, sans engendrer de déte'rio-rations, dans la mesure où l'isolement par rapport à la terre est suffisant. On peut empêcher qu'unie impulsion de tension ne se propage- dans ces conditions à travers le transformateu-r en mettant à la terre l'un des cotés de l'enroulement à une seule spire, comme il est représenté sur la figure 2. Comme il a été suggéré précédemment, il est commode de monter les deux noyaux, avec leurs enroulements à plusieurs spires, de part et d'autre d'une plaquette isolante 15, de la manière représentée sur la figure 3. D'autres configurations de montage peuvent toutefois etre utilisées. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'hêtre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REYENDICssTIONS 1. Transformateur d'isolement pour circuits d'impulsions rapides, caractérisé en ce qutil comprend une paire de noyaux toriques sur chacun desquels est bobiné un enroulement à plusieurs spires, et un enroulement commun aux deux noyaux constitué par une seule spire de fil isolé passant à travers les deux noyaux, ces deux noyaux et leurs enroulements étant écartés l'un de l'autre de façon à empêcher un claquage de l'isolant entre les deux enroulements à plusieurs spires. 2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux noyaux sont disposés de part et d'autre d'une couche de matériau électriquement isolant. 3. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux noyaux sont en ferrite.