Brevet FR2611327A1 — publié le 19880826

La présente invention concerne les dispositifs du type convertisseur permettant de transformer une énergie électrique à basse tension en énergie à très haute tension. Dans des dispositif connus de ce genre, cet te transformation s'effectue en deux temps: charge d'un condensateur à haute tension puis décharge de ce condensateur sur le primaire d'un transformateur élévateur de tension dont le secondaire délivre la très haute tension recherchée. De tels dispositifs nécessitent un transformateur dont les dimensions et le poids sont importants, en outre, le rendement d'un telle charge est tres médiocre. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. En effet, l'énergie à très haute tension n'est plus transformée par une décharge capacitive sur le primaire d'un transformateur, mais ce n'est qu'une faible part de l'énergie de base qui est ainsi utilisée pour générer une très haute tension, ce par décharge capacitive, un complément d'énergie, à moyenne tension étant conjoint à la premiere décharge afin d'assurer l'apport du courant d'arc. De cette manière le transformateur à très haute tension n'a plus qu'une puissance négligeable à transformer, la majeure partie de l'énergie transformée l'étant par un convertisseur classique à bon rendement: l'encombrement du transformateur THT classique disparait donc, et le rendement global devient satisfaisant. Selon une variante du dispositif, objet de l'invention, illustrée par la figure 1, ci-annexée, la sourçs d'alimentation continue est appliquée entre les bornes -3' et 3". Le courant issu de cette source est commande par l'interrupteur 1, lequel charge le condensateur de découplage 2. Un convertisseur de tension classique est alimenté par ladite sourçe: il comprend le transistor 6 protége par la diode 4, dont l'enroulement de sortie 10 est couple à l'enroulement de réaction 9, lequel assure l'entretien des oscillations par la fourniture d'un signal de commande sur la base du transistor 6, le calibrage de commande sur la base du transistor 6, le calibrage du courant étant réalisé par les résistances 8 et 5 associées à la diode 7. Un enroulement secondaire 12 du transformateur 43 charge, par l'intermédiaire de la diode 13 le condensateur 24 lequel peut se decharger à travers le primaire 14 du transformateur à tres haute tension 23, suivant les applications par les moyens decrits sur les figures 2, 3 ou 4 qui suivent. La diode 25 montee en parallele sur le circuit de declenchement a pour role d'établir la double circulation du courant à la décharge. Le moyen le plus simple pour obtenir une décharge est représenté sur la figure 4 il comprend un diac ou un sidac 40 dont les bornes 41c et 42c sont respectivement connectees aux bornes 41 et 42 de la figure 1. Cette solution fournit des impulsions dépendant de la constante de temps de charge du condensateur 24 à la tension de basculement de l'élément 40. Elle est applicable par exemple dans le cas d'un allumeur de briquet, d'un allumage de chaudiere de lampe a gaz, de l'amorçage d'une lampe a éclats, etc... La figure 2 représente un moyen de déclenchement du dispositif de la figure 1. Ce moyen comporte le thyristor 26 dont les bornes 41a et 42a sont respectivement connectées aux bornes 41 et 42. Le pont de résistances 29 et 27 connecte entre la borne positive d'alimentation 44 et la masse assure le déclenchement de la gâchette dudit thyristor lorsque l'interrupteur 30 est en position d'ouverture, ceci correspondant a l'asservissement dudit interrupteur au cycle de fonctionnement d'un moteur a combustion interne, par exemple. Le condensateur 28 a pour rôle d'éliminer d'éventuels parasites transitoires. Avec un tel dispositif il est donc possible de synchroniser la fourniture dudit signal à tres haute tension generé entre les bornes du secondaire 22 et appliqué entre les bornes de sortie 21' et 21". Un autre dispositif de déclenchement du dispositif de la figure 1 est representé sur la figure 3, ci-annexee. Ce dispositif comporte un thyristor 31 dont les bornes 41b et 42b sont respectivement connectées aux bornes 41 et 42 de la figure 1. Le déclenchement cyclique de ce thyristor est assuré par le multivibrateur constitué par le transistor unijonction programmable 32 associé au condensateur 37 et à la résistance 35 qui forment l'élément- a constante de temps du circuit, en association avec le pont des résistances 34 et 39. La borne positive 36 étant connectée à l'alimentation de la figure 1, le dispositif délivre sur la résistance 38 de charge de gâchette l'impulsion cyclique de déclenchement dont le temps de recurrence est ajustable en fonction des valeurs donnees à la résistance 35 et au condensateur 37.La résistance 33 est un élément sensible à un paramètre quelconque, lumière, température, etc..., elle permet d'asservir le declenchement du dipositif audit paramètre, ce qui permet d'envisager un allumeur à détection de flamme, un syteme d'allumage et de réallumage de chaudiere a gaz, etc... En l'absence de cette résistance sensible à un paramètre donné, le dispositif selon cette variante peut servir à alimenter une clôture électrique, un dispositif de lampe à éclats servant à la signalisation, etc... L'enroulement secondaire 12 sert donc, comme il vient d'être décrit à fournir une très haute tension entre les borne de sortie 21' et 21". La puissance de cette impulsion est pratiquement négligeable: elle n'autorise que le claquage d'un diélectrique. L'énergie de l'impulsion va être fournie par l'enroulement secondaire 17 du transformateur 43. Le courant issu de cet enroulement est appliqué a un etage multiplicateur de tension, lequel comprend le condensateur 15 associé aux diodes 16 et 17 et au condensateur de stockage 18. La tension disponible aux bornes dudit condensateur 18 est appliquee sur les bornes de sorties 21' et 21" à travers la channe de diodes 19, ... l9xn et à travers l'inductance 20. Cette chaine de diodes est établie pour tenir en inverse -une tension de crete au moins egale a la très haute tension dont on a besoin, ainsi, l'impulsion à tres haute tension fournie par l'enroulement 22 du transformateur 23 se trouve-t-elle amputée par cette chaine de diode de son alternance de faible amplitude, ce qui ne réduit pas pour autant l'amplitude de son alternance principale. L'inductance 20 a pour rôle de supprimer les effets des capacités reparties des diodes constituant ladite channe et d'éviter ainsi l'amortissement de l'impulsion à tres haute tension delivree par le secondaire 22. Ainsi, si l'on veut, par exemple générer un arc entre les bornes 21' et 21", suffit-il de charger le condensateur 18 à une tension superieure à la tension de maintien de l'arc que l'on veut engendrer, car a chaque charge du condensateur 24 par l'un des moyens énoncés plus haut, l'arc etant amorçé, la tension disponible entre les bornes du condensateur 18 suffit à maintenir le courant d'arc pendant la durée de charge du condensateur 18. En déconnectant ainsi, la fourniture du signal THT de la fourniture du signal de puissance est-il donc possible de ne faire appel qu'a un transformateur THT 23 de dimensions extremement reduites et de fournir le signal de puissance dans de bonnes conditions de rendement électrique. Le dispositif, objet de l'invention peut s'appliquer dans tous les cas ou l'on doit générer une impulsion électrique à très haute tension: allumage de briquet, allumage ou réallumage automatique de chaudiere, allumeur à détection de flamme, allumage de sourçe lumineuse à gaz, bobine électronique d'allumage, électrificateur de clôture, lampe de signalisation a éclats, etc... Comme il va de soi, et comme il resulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement aux modes de réalisation plus spécialement indiques, elle embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif convertisseur de tension alimenté par une sourçe continue comportant un convertisseur de tension apte à charger et à décharger une capacité sur le primaire d'un transformateur THT, caracterise par le fait qu'au signal THT délivré entre les bornes de sortie 21' et 21" se trouve additionné un signal de courant issu du secondaire 11 du transformateur 43 lequel courant se trouve stocké entre les bornes du condensateur 18 chargé par l'étage multiplicateur de tension constitué par le condensateur 15 associé aux diodes 16 et 17, ledit courant etant applique auxdites électrodes de sortie 21' et 21" par l'entremise d'une channe de diodes convenablement polarisees 19, ..., 19xn. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait d'une inductance 20 est connectée en série avec la chaîne de diodes 19, 19xn. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérise par le fait que l'élément de declenchement de ladite décharge capacitive est un diac ou un sidac connecté ent. e les bornes 41 et 42 du circuit 4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément de declenchement de ladite décharge capacitive est un thyristor 26 dont la gâchette se trouve polarisée par le pont des resistances 29 et 27, ce pont de résistances étant ou non inhibe par la position du contacteur de commande 30 monté en parallèle sur l'espace gâchette/cathode dudit thyristor. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérise par le fait que l'élément de déclenchement de ladite décharge capacitive est un thyristor 31 dont la gachette est commandée cycliquement par la conduction d'un multivibrateur tel qu'un unijonction programmable 32 associé au condensateur 37 et au réseau des résistances 35, 34, 39, une dernière résistance 33, sensible à un parametre donne, assurant l'inhibition dudit multivibrateur.