Brevet FR2358804A1 — publié le 19780210

L'invention concerne un appareillage de clôt;ure électrique actionné par batterie dans lequel un condensateur de charge, chargé par la batterie est, par fermeture d'un contact > déchargé dans l'enroulement primaire du transformateur de clôture et le courant de décharge est interrompu par ouverture du contact, afin de produire dans le secondaire du transformateur de cloture une impulsion de haute tension servant d'impulsion dans la clo- ture (dite ici "impulsion de clôture"). Dans de telles installations, la valeur de la tension d'impulsion de clôture dépend de la charge de la clôture et en outre de 1' amplitude du courant de décharge circulant dans le primalre, au moment de sa coupure par ouverture du contact, car ce courant forme le champ magnétique du transformateur, dont lté- nergie est disponible pour la formation des tensions induites dans les enroulements du transformateur.Quant au courant, il est essentiellement représenté pour l'utilisateur par l'impédance fournie dans le primaire du transformateur. Gomme l'impédance a une valeur fixe, le courant de décharge croit d'une maniere tou- jours plus plate lorsque la tension de la batterie décroSt pendant le fonctionnement, de sorte que les maxima du courant de déchargelqui deviennent également toujours plus petits,ne peuvent plus mettre atteints. Dans les appareillages connus de cleture électrique, la durée du temps de fermeture du contact est donnée a l'avance, savoir par exemple au moyen de la fréquence d'oscillation d'un contact pendulaire ou autre. Il en résulte l'inconvénient que l'on obtient seulement pour un état déterminé de la batterie le maximum du courant de décharge et donc une tension de clôture aussi élevée que possible, alors que pour les autres états de la batterie, on ne peut couper le courant de décharge qu'avant ou après avoir atteint la valeur maximale.Dans le premier cas, on n'arrive pas à la hauteur en soi susceptible d'être atteinte pour l'impulsion de clôture, alors que dans le second cas, c'està-dire pour la coupure du courant après dépassement du maximum, on oensomme inutilement beaucoup du courant de batterie. Dans l'appareillage de clôture électrique précité, ces inconvénients sont supprimés conformément à l'invention par le fait que la fin du temps de fermeture du contact peut être placée dans le maximum -variant chaque fois en fonction de llétat de charge de la batterie- du courant de décharge. cet effet, l'appareillage peut comporter un circuit de commande avec un condensateur de commande, qui est chargé par la batterie pendant le processus de de charge avec une constante de temps donnée à l'avance et qui actionne un commutateur de conman- de de préparation ou engagement de la fin du temps de fermeture. La tension de charge du condensateur de commande peut alors être réglée en tenant compte de la constante de temps, à une valeur limite pour laquelle le commutateur de commande laisse le eontact ouvert. Suant donné que le condensateur de commande est chargé par la batterie de l'appareillage, le temps nécessaire pour atteindre la valeur limite de charge se modifie en fonction de ltétat de charge de la batterie qui varie avec le temps. Par suite, pour un couplage fixe et réglé du circuit de commande, la bite valeur limite est toujours atteinte plus tard pour une tension de batterie décroissante, de sorte que le contact s' ouvre aussi à des temps retardés en correspondance, et en fait dans le maximum de chaque courant de décharge. On peut prévoir un générateur d'impulsions qui délivre à une fréquence fixe des impulsions de commande de longueur constante. Lors de l'apparition au début de ces impulsions de commande, c'est-à-dire sur le flanc antérieur des innulsions, le contact est fermé pour ltengagement ou la mise en route du processus de décharge, alors que le temps le plus long possible de fermeture du contact assurant l'obtention du courant maximal de décharge, est, pour une tension maximale de la batterie, subordonné à la fin des impulsions de commande ou du flanc postérieur d'impulsion. Pour les autres maxima du courant de décharge, la consommation de commande citée termine arbitrairement les impul siens de commande, pour laisser à nouveau le contact s'ouvrir. Dans ces conditions, on obtient que le courant de décharge primaire puisse être toujours coupé à sa valeur maximale, pour laisser toujours disposer de la tension de clôture la plus grande possible du c6té secondaire malgré la tension décroissante de la batterie. La fin du temps de fermeture du contact peut évidemment être également placée à des valeurs fixes à régler à l'avance du courant de décharge qui, jusqu 'à l'existence d'une décharge déterminée de la batterie et indépendamment de celle-ciosont inférieures aux maxima de owurant susceptibles en soi d'être atteints.La tension de clature peut ainsi être réglée d'une ma nière continue à des valeurs constantes, et maintenue indéDendam- ment de la tension décroissante de la batterie, jusqu'à ce que la commutation coupe les courants de décharge chaque fois à leur valeur maximale après la forte chute correspondante de la tension de batterie. L'invention a été décrite en détail ci-après à titre il lustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : Fig. 1 est un diagramme représentant schématiquement le déroulement des courants de décharge. Fig. 2 représente un exemple de montage électrique d'un appareillage selon l'invention. Fig. 3 représente une variante encore simplifiée de montage. En figure 1, on voit que les courants de décharge i dont on sait qu'ils circulent suivant une loi exponentielle atteignent le maximum correspondant après des temps t toujours plus longs lorsque la tension de la batterie decroRt. Les diverses valeurs maximales sont dans chaque cas caractérisées par les cercles représentés et reliés par la ligne K. Conformément à l'invention, la fin du temps de fermeture du contact ou l'ouverture du contact en fonction de l'état de charge de la batterie doit chaque fois pouvoir se placer au maximum des courants de décharge, puisse trouve au point d'intersection de la ligne Z avec les courbes de circulation du courant i(t), On remarquera ici que par "maoimun"on désigne aussi des zones qui peuvent se trouver dans-des limites étroites autour du maximum exact. Pour la réalisation pratique de l'inventionon peut utiliser le montage ou couplage représenté à la figure 2. Four plus de simplicité, le condensateur de charge, le transSormateur de c18- ture et autres composants ne faisant pas partie de l'invention n'ont pas été représentés. Te contact K se trouvant dans le circuit primaire de ltap- pareillage est fermé pour appliquer, a la manière connue à l'en- roulement primaire du transformateur de clôture, le condensateur de charge chargé par la batterie. il se produit un courant de décharge X circulant dans 1' enroulement primaire et qui a l'un des aspects représentés en figure 19 en fonction de la tension UB de la batterie. Selon l'invention, l'ouverture du contact K est placée au maximum correspondant de la courbe du courant en cause . Dans l'exemple ae figure 2, l'appareillage est équipé d'un générateur d'impulsions G, tomme du type d'un générateur astable, qui délivre à fréquence rixe des impulsions de commande de longueur constante.Ces impulsions positives dans la commutation considérée ici atteignent la base d'un transistor npn TRI servant de -commutateur, qui connecte et place le point de mesure xl à un potentiel négatif, de telle sorte que la bobine magnétique tp se trouve sous tension continue, est parcourue par le courant et produit un champ magnétique qui assure la fermeture du contact K. Le flanc antérieur de chaque impulsion de commande détermine ainsi le début T0 de tous les temps ou durées possibles de fermeture du contact. 3n même temps que le point de mesure xl est mis sous tension négative, la base du transistor pnp TR2 est commandée par une tension négative Le transistor commute et applique la tension de batterie au répartiteur de tension RI. De ce fait, le point de mesure x2 ou prise de RI devient positif de façon que le condensateur de charge C1,appartenant au premier circuit de charge du circuit de commandewest chargé par l'intermédiaire de la diode Dl. Cette diode doit d'ailleurs empêcher une décharge de C1 dirigée en sens inverse du processus de charge. Un second circuit de charge comportant le contact KI et la résistance R2 fait également partie du circuit de commande. Ce contact, par exemple un contact de Reed,est monté de façon à être couplé par le champ du transformateur et se trouve de préférence dans le champ de diffusion inutilisé par ailleurs du transformateur de clEture. Ledit contact peut donc être placé dans l'entrefer du transformateur. lorsque le courant de décharge passant dans le primaire du transformateur de clôture, ainsi que le champ créé de ce fait, atteint une intensité donnée, le contact KI se ferme, de sorte qu'il existe, en plus du premier circuit de charge, une seconde voie pour charger le condensateur CI. le contact K1 devrait agir aussitôt que possible et déja pour de relativement faibles intensités du champ, afin que sa fonction soit encore assurée pour de faibles tensions de batterie. Ealgré tout, le courant de charge commence naturellement à passer dans le deuxième circuit de charge un peu plus tard que dans le premier circuit de charge, qui devient actif directement avec la productn d'une impulsion de commande. Il est essentiel que le condensateur de commande C1 soit chargé directement par la tension de batterie et qu'ainsi le temps qui -sous condition d'une commutation fixe et d'une-constante de temps déterminée du circuit de commande- s'écoule pour la charge de C1 d'une certaine valeur, dépende directement de l'é- tat instantané de l'état de charge de la batterie.Cette tension de charge déterminée est donc, pour une tension décroissante de la batterie, toujours atteinte à des époques plus tardives et il est possibletpar des dispositions techniques de commutation relativement simplesJde de développer à partir de la valeur limite atteinte par la tension de charge de C1 un signal qui coïncide avec l'atteinte au maximum du courant de charge et détermine la fin du temps de fermeture du contact. À cet effet, la base du transistor npn TR3 -qui sert de commutateur de commande et est rendu conducteur- est actionnée positivement dès que la charge nécessaire à cet effet du condensateur CI est atteinte. De ce fait, un potentiel négatif servant de signal de commande est appliqué par la ligne X directement à l'entrée du transistor XR1 de sorte que l'impulsion positive de commande existant encore est effacée ou terminée par le signal de commande de polarité de sens contraire et que le transistor TRI est brutalement bloqué. Ainsipla bobine Sp est à nouveau séparée de la tension de batterie. le contact E s'ouvre et coupe le courant de charge à son ma2imumwoe qui aboutit comme indiqué précédemment à la formation d'une impulsion de clôture. On conçoit que le signal de commande et donc la fin du temps de fermeture du contact se produiront d'autant plus tard que la batterie est davantage déchargée et que, de ce fait, le maximum du courant de décharge est chaque fois atteint plus tard. Dlautre part, on subordonne,de préférence à la fin ou au flanc postérieur des impulsions de commande issues du générateur GZ le temps le plus long possible de fermeture du contact, temps pour lequel on désire obtenir encore un courant de décharge maximal ou même un courant de charge encore utilisable pour la production d'impulsions, Lorsque donc la tension de batterie est tombée par exemple de 9 volts à 4 volts, le circuit de commande n'entrera plus en action de sorte que le transistor TRI seraautomatiquement bloqué à la fin de chaque impulsion de commande, pour ouvrir à nouveau le contact K et couper ainsi le courant de décharge circulant dans l'enroulement primaire du transformateur de clome. I1 faut aussi signaler que le courant de décharge de C1 doit maintenir conducteur le transistor TR3 suffisamment longtemps jusqu'ex ce que le temps le plus long possible de fermeture du contact soit écoulé. Ce temps correspond > la durée d'une impul- sion de commande. Autrementsplusieurs actionnements du contact K seraient en fait possibles pendant l'établissement d'une seule impulsion de commande. On notera en outre que le montage fonctionne également si un seul des deux circuits de charge évoqués est: utilisé pour le condensateur de commande C1.Le premier circuit de charge avec la résistance RI et la diode D1 a en tout cas une autre fonction particulière précisée ci-après. Dans l'exemple décrit jusqu'ici l'amplitude des impulsions de clôture devient aussi plus faible lorsque la tension de la batterie diminue, car les valeurs maximales qu'on peut obtenir des courants primaires de décharge diminuent aussi dans le même sens. Pour que, pendant un espace de temps donné de la durée de vie pratiquement utilisable de la batterie, on puisse au moins obtenir des tensions d'impulsions de cl8ture constantes en amplitude malgré la tension décroissante de la batterie, la fin du temps de fermeture du contact peut être fixée à des valeurs fixes du courant de décharge qui restent,jusqu'à une décharge déterminée de la batterie, et indépendamment de celle-ci, inférieures aux maxima de courant de charge susceptibles d'être atteintes en soi.Ceci signifie qu'au début on ne laisse volontairement le contact K se fermer non pas au maximum mais pour des valeurs du courant de décharge plus faibles et suffisantes naturellement pour obtenir une impulsion de clsture suffisamment forte. Ce moyen est représenté par la ligne X en fig. 1. On voit que, jusqu'8 ce que la chute de la tension de batterie atteigne 6 volts environ, le courant de décharge est coupé aux points marqués de croix, avant les maxima chaque fois marqués par des cercles. Les coupures de courant se produisent donc par ouverture du contact K, de nouveau aux valeurs maximales possibles et sur la ligne M. Pour des tensions de batterie comprises entre 9 volts et 6 volts, on ne travaille donc pas avec les valeurs les plus grandes possables du courant de décharge, par comparaison avec le mode de toncbionnement décrit précédemment. On économise bien plutôt du courant initial de charge, qui est disponible plus tard sur une tension de batterienqui a diminué davantage. En pratique, ce moyen peut être réalisé comme suit : le transistor TR3 ent rendu conducteur avant que soit atteint le courant maximal de charge. Il n'y a donc lieu que de veiller à ce que le condensateur de commande CI soit chargé suffisamment assez tOt pour que la tension de charge fasse commuter le transistor TR3. Ceci est obtenu de préférence par premier circuit de charge du circuit de commande, en poussant la prise de la résistance de réglage R1 vers le haut, lors de la position représentée au dessin et qui était nécessaire pour une coupure du courant de décharge à son maximum, de sorte qu'une tension plus élevée appropriée est disponible pour une charge plus rapide du condensateur de commande Cl. En principe, on pourrait aussi envisager d'utiliser la résistance R2 pour un tel réglage, mais ce n'est pas aussi avantageux, parce que le courant de charge commence relativement tard à passer dans le deuxième circuit de charge et aueJde ce faitwdes limites sont fixées à l'obtention de brefs temps de fermeture pour le contact K. La variante représentée à la figure 3 concerne un autre exemple de montage dans lequel un condensateur de commande Ci est chargé, lors de la décharge du condensateur de barge C2 chargé par la batterie, d'un courant dont le profil est analogue à celui du courant de décharge.Dès que le contact E est fermé pour la mise en route du processus de décharge, le courant de décharge passe pour une partie dans l'enroulement primaire g du transformateur de cl3ture et pour une partie sensiblement plus faible par la diode D2 jusqu'au condensateur de commande C1 et enfin par la résistance 23. Ce courant de charge crée à la résistance R3 une chute de tension qui est terminée lorsque le courant de décharge maximal est atteint. la fin de la chute de tension à la résistance R3, qui con- cide avec l'atteinte du courant de décharge mnsimalopeut être exploitée dans le circuit de commande S pour développer un signal de commande par lequel le contact K est mis en ouverture par des moyens appropriés, pour couper le courant de décharge passant dans l'enroulement primaire W et induire ainsi llimpulsion de clôture à haute tension, dans le secondaire du condensateur de clôture, REVEi ICATI Oi 1. Appareillage de clôture électrique actionné par une batterie dans lequel um condensateur de charge, chargé par la batterielest déchargé,par fermeture d'un contact,dans l'enroulement primaire du transformateur de cl8ture,et dans lequel le courant de décharge est coupé par ouverture de contact, afin de produire dans le secondaire du transformateur de cl8ture une impulsion de haute tension servant d'impulsion de clôtures caractérisé par le fait que la fin du temps de fermeture du contact peut être placée dans le maximum, variant chaque fois en fonction de l'état de charge de la batterie, du courant de décharge. 2. Appareillage de clôture électrique selon la revendication 1vcaractérisé par un circuit de commande avec un condensa tueur de commande C1 qui est chargé par la batterie pendant le processus de décharge avec une constante de temps préfixée, et qui actionne un commutateur de commande TR3 pour assurer la fin du temps de fermeture du contact dès qu'est atteinte la valeur limite de la tension de charge qui est fonction au maximum du courant de décharge du moment. 3. Appareillage de cl & ure électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un générateur d'impul- sions G est prévu, qui délivre à fréquence fixe des impulsions de commande d'une longueur constante, que le contact K se ferme lors du début des impulsions de commande, qu'un temps de fermeture aussi long que possible est subordonné à la fin des impulsions de commande pour saisir le courant maximal de décharge pour une tension minimale de batterie, et que la commutation de commande termine arbitrairement les impulsions de commande pour les autres maxima du courant de décharge pour permettre la réouverture du contact (E). 4. Appareillage de clôture électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contact K est actionné à la manière connue par le champ magnétique d'une bobine CSp) dans le circuit de courant de laquelle se trouve un transistor de commutation TRI, qui est rendu conducteur par les impulsions de commande rendant le temps de fermeture du contact et qui met la bobine sur tension continue pour fermer le contact. 5. Appareillage de clôture électrique suivant 1'une quelconque es revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le circuit de commande un premier circuit de charge R1, D1 cour le condensateur de commande C1, et que ce condensateur est mis à la tension de batterie par l'intermédiaire d'un diviseur de tension R1 lors de l'arrivée des impulsions de commande. 6. Appareillage de clôture électrique selon l'une quelconque des revendications -1 à 5, caractérisé par le fait que le circuit de commande conDrend un second circuit de charge (R2, E1) pour le condensateur de commande CI, et que le condensateur de commande est mis à la tension de batterie par l'intermédiaire d'une résistance R2 après fermeture d'un contact E1 soumis à l'action du champ du transformateur de clôture. 7. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisé en ce que, à la fermeture du commutateur de commande 223 appartenant au circuit de commande et pour terminer le temps de fermeture du contact, les impulsions de commande sont arrêtées par utilisation d'une tension de polarité opposée. 8. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que la fin du temps de fermeture du contact peut être placée sur des valeurs fixes du courant de décharge qui, jusqu'à l'atteinte d'une décharge déterminée de la batterie, restent indépendamment de celle,ci inSePieures aux naxima,susceptibles en soi d'entre atteints, du courant de décharge. 9. Appareillase selon la revendication 8, caractérisé en ce que les valeurs du courant de décharge fixes sont réglables avec le premier circuit de charge CRI,DI) du circuit de commande, du fait quepour chaque position d'une prise du diviseur de tension,une partie appropriée de la tension de batterie est prélevée pour accélérer la charge du condensateur de charge (ai). 10. Appareillage de clôture électrique selon les revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que; lors de la décharge du condensateur de charge CC2)) le condensateur de commande (C1) est chargé par un courant de profil analogue à celui du courant de décharge et provoauant une chute de tension à une résistance (R3) et que la fin de la chute de tension coïncidant avec l'obtention du courant maximal de décharge est utilisé dans un circuit de commande C) comme signal de commande d'ouverture du contact0