Brevet FR2498039A1 — publié le 19820716

La présente invention concerne les électrificateurs de clôture alimentés par une sourçe continue et propres à fournir par décharge capacitive des impulsions à très haute tension dont la période de récurrence est stable. Dans des dispositifs connus de ce genre, une sourçe primaire, accumulateur ou pile, alimente un convertisseur de tension qui charge à potentiel élevé un condensateur; ce dernier, suivant un cycle déterminé, se décharge à tension constante sur le primaire d'un transformateur élévateur de tension; c'est ce transformateur qui délivre aux bornes de son secondaire l'impulsion à très haute tension recherchée. De tels dispositifs présentent différents inconvénients dont les plus importants sont les suivants: période de récurrence variant avec a tension primaire d'alimentation; consômmation importante sur la sourçe primaire lorsque ces dispositifs sont déclenchés à période de récurrence fixe; court-circuit momentané de la sortie du convertisseur lorsque le semi-conducteur assurant la décharge capacitive entre en conduction, ce qui occasionne un surcroit de consommation sur la sourçe primaire et en réduit d'autant l'autonomie;; instabilité de déclenchement du semi-conducteur assurant la décharge capacitive dans les, dispositifs à auto-déclenchement lorsque ces dispositifs sont soumis à des tests en température sévères, difficulté de fabrication et couAt de revient élevé pour les dispositifs fournissant une période de récurrence fixe; décharge capacitive mono-alternance dont la propagation sur la ligne de cloture est inférieure à une décharge oscillante amortie telle qu'en délivrent les dispositifs électromécaniques faible énergie. Le dispositif générateur suivant l'invention permet d' éviter ces inconvénients, car il est simple et peu onéreux à construire, -assure-uu excellent rendement énergétique et une excellente autonomie,, fournit une stabilité parfaite de la récurrence des impulsions, autorise un déclenchement très sûr du semi-conducteur commandant la décharge capacitive et permet enfin de délivrer sur la ligne un signal oscillant amorti de grande durée. En effet, le dispositif suivant l'invention est alimenté par une sourçe primaire et comprend un convertisseur de tension capable de transformer avec un bon rendement l'énergie à potentiel décroissant de la sourçe primaire. Ce convertisseur charge une capacité qu'un semi-conducteur commandé cycliquement par un multivibrateur décharge sur le primaire d'un transformateur élévateur dont le secondaire, connecté à la ligne de cloture, délivre 1' impulsion à très haute tension recherchée.Ledit convertisseur est agencé de telle sorte que la décharge de ladite capacité ne puisse connstituer, me me momentanément, un court-circuit, car il est protégé par une charge EéaCtive. Le semi-conducteur assurant la décharge capacitive étant commandé par un multivibrateur dont la fréquence est stable, est déclenché de façon rigoureuse quelle que soit la température ambiante. Ce multivibrateur est simple à construire et consomme moins d'énergie électrique que les dispositifs connus faisant appel à un circuit intégré de commande. En outre, l'impulsion de commande delivrée par ledit multivibrateur peut être ajustée en durée pour assurer l'amor- çage dudit semi-conducteur pendant le temps qu'on veut.Ainsi, en connectant aux bornes dudit semi-conducteur une diode dite de "libre passage", il devient possible d'exploiter la décharge oscillante amortie sans- autrement grèver le prix de revient du dispositif. La figure 4, ci-annexée, illustre l'impulsion mono-alternace délivrée par des générateurs à décharge capacitive connus. On peut noter l'absence de l'impulsion négative qui a été dét - tuite par la diode de protection du semi-conducteur assurant la décharge. La figure 5 illustre, quant à elle, la même impulsion eFfectuant sa décharge oscillante amortie qui, comme tout phéno --ène pér.iodique permet une mei31eure propagation de l'énergie sur la lune tout en assurant un effet physiologique de douleur fait -1 fait de la dépolarisation cyclique qu1il impose aux cellules nerveuses touchées. La figure 1 Illustre une variante du dispositif objet de l'in mention. La figure 2 illustre l'impulsion délivrée par le mul -ivibratel de la figure 1; cette impulsion de durée t égale .-= la dur; t de l'oscillation amortie est produite à récurrence dont la valeur est fixée par les normes en vigueur. Tcl riz'il est représenté sur la figure 1, le dispositif objet de l'invention, comporte une sourçe d'alimentation 1 dont la mise en circuit est commandée par l'interrupteur 2. Le condensateur 3, monté en parallèle sur la sourçe, est destiné à en limiter la résistance interne quand cette dernière croit, en fin de décharge. Le susdit convertisseur de tension comprend le transformateur 7 associé au transistor commutateur 6 lequel est monté à émetteur commun. L'énergie à commuter est induite dans ledit transformateur par l'intermédiaire de l'enroulement collecteur 8. L'énergie destinée à entretenir l'oscillation est fournie par l'enroulement de réaction 5 insérée dans le circuit de base du transistor 6.La valeur du courant primaire commuté est ajusté par la résistance variable de polarisation 4, laquelle ajuste aussi, par voie de conséquence, la puissance moyen iie délivrée par le convertisseur. L'enroulement élévateur 9 permet d'obtenir la haute tension discontinue recherchée. Cette haute tension est appliquée à travers le condensateur 10 au pont doubleur de tension composé par les diodes Il et 12. Ce condensateur 10 a pour rôle essentiel, lors du court-circuit qu'impose une décharge capacitive au convertisseur, de faire débiter ce dernier sur une charge réactive qui ne détruit pas l'énergie et permet à l'oscillation de se maintenir sans risque de s'interrompre. Le pont des diodes 11 et 12 charge le condensateur 24 a travers l'enroulement primaire 25 du transformateur 26,. le thyristor 22 étant normalement bloqué au repos et la diode 23 polarisée en inverse.Dans ces conditions, pour que ia décharge os--cillante amortie illustréé par la figure 5 puisse s'effectuer, il faut que le thyristor 22 soit maintenu dans son état passant nendant une durée au moins égale au temps t, la diode 23 de "li ze passage", offrant, quant à elle, une conduction assurée à 1' alternance de retour. Four que ledit thyristor soit passant pen riant ce ps t, il faut que sa vachette reçoive une impulsion capable de la commander pendant tout ce temps, et c'est là le o le du susdit multivibrateur de commande. Ce multivibrateur est constitué par les transistors 13 et 19 montes de manière classi n émetteur commun. b transistor 19 commande l'impulsion de d me temps que de limitation 3u courdn-t de la g.schette dudit thyristor. La diode 21 interdit m toute impulsion inverse de traver ser la jonction gâtrhette-catnode dudit thyristor.La durée de l'impulsion ainsi appliquée sur la gâchette dudit thyristor est régie par le condensateur de réaction connecté entre la base du transistor 13 et le collecteur du transistor 19, et par la ré sistance variable 15 qui permet d'en ajuster avec précision la valeur. Le temps de recurrence de l'impulsion, fixé par les normes à environ 1 seconde, est régi par la transistor 13 et sa résistance de charge 14 associés au condensateur de réaction 16 connecté entre le collecteur du transistor 13 et la base du transistor 19 et à la résistance variable 17 laquelle permet d'a juster avec précision ledit temps de récurrence. Dans ces conditions, ledit convertisseur dont la puissance est limitée par la résistance ajustable 14 peut charger dans le temps 'e récurrence le condensateur 24 à une tension donnée correspon- dant à une énergie emmagasinée choisie. Dès que cette tension est atteinte, le transistor 19 du susdit multiv.ibrateur devient conducteur pendant un temps t au moins égal à la durée de la dé- charge oscillante arnortie qu'opère le circuit oscillant constitué par la capacité 24 et l'inductance du primaire 25. Le thyristor peut être alors traversé par un nombre donné de monoalternances je polarité donnée, la diodes 23 offrant le passage aux alternances de polarité inverse.Le secondaire 9 représentant la sortie du convertisseur étant alors court-circuité, sa charge se limite alors à la réactance du condensateur 10 dont le facteur de qualité est choisi de telle sorte que l'entretien des oscillations soit toujours possible et que dans ces conditions, ses pertes ohmiques ne diminuent pas le rendement du convertisseur. Ce temps t de décharge écoulé, le thyristor 22 se rebloque et le cycle peut recommençer.Ainsi, lorsque la décharge capacitive s' st établie et qu'telle a provoqué une oscillation amortie dans e primaire 25 du transformateur élévateur 26, cette oscil.ation amortie se retrouve amplifiée aux bornes du secondaire 27 sous a forte d'une i..;pulsion à très haute tension que délivre la borne 28 à la ligne de clôture. = dispositif, objet 3e l'invention, peut être utilisé ans tous les cas ou l'on a besoin d'un électriticateur de clô ture portable dont la source,choisie parmi les types actuels, ait susceptible de fournir une grana autonomie pour une efficacité maxima dans les pires conditions climatiques. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement au mode de réalisation ayant été plus spécialement indiqué; elle embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDIC.ATIONS 1. Dispositif électrificateur de clôture alimenté par une sourçe primaire, caractérisé par le fait qu'il comprend un convertisseur de tension dont la puissance de sortie moyenne est ajustable, que ce convertisseur charge par l'intermé- diaire d'un circuit redresseur comportant des diodes il et 12, ie condensateur 24 à travers l'enroulement primaire 25 du transformateur élévateur 26, qu'entre les bornes non communes dudit condensateur et dudit primaire, est connecté un semi-conducteur 22 qui assure la décharge dudit condensateur dans ledit primaire, cette décharge étant commandée par un circuit multivibrateur alimenté par la source primaire et ayant un pôle commun avec l'électrode commune dudit semi-conducteur 22, de telle sorte que l'impulsion de commande soit maintenue pendant un temps t dont la durée soit très inférieure au temps de récurrence T sur l'électrode de commande dudit semi-conducteur commutateur, que ledit multivibrateur comporte deux transistors dont l'état de conduction respectif, ajustable, détermine la durée t de 1' impulsion de coramande et le temps de récurrence T, de telle serte que ladite décharge capacitive se retrouve ainsi cyclique- ment aux bornes du secondaire 27, suffisamment amplifiée en tension pour alirnenter une ligne de clôture. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le susdit convertisseur comporte un oscillateur bloqué à un transistor 6 et à un transformateur 7 dt l'enroulement élévateur de sortie 9 charge à travers un condensateur lo le pont des diodes ll et 1S, lesquelles chargent à leur tour le condensateur de décharge 24, le condensateur 10 protégeant le convertisseur du court-circuit lors de la décharge c:acitivc. 3. Dispositif selon les revendication 1 et 2, caractérise par le fait que le semi-conducteur 22 commandant la décharge capacitive est monté en parallèle avec une diode 23 qui ssure le passage de l'alternance que ne peut laisser passer le it semi-conducteur. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on puisse ajus-ter le temps de dé lenchement du semi-conducteur 22 et la récurrence entre impul sions par le moyen de résistances ajustables 15 et 17 insérées dans le circuit de polarisations de base des susdits transistors 13 et 19. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le susdit temps de commande t du sus- ait semi-conducteur 22 est au moins égal à la durée de la décharge oscillante amortie que pourrait engendrer, dans ces conditions, le circuit oscillant composé par la capacité 24 et l'inductance du primaire 25.