Brevet FR2825508A1 — publié le 20021206

Transmetteur de télécommunications incorporant un transformateur à isolement galvanique amélioré ----------------- La présente invention est relative à un transformateur à isolement galvanique amélioré et à un transmetteur de télécommunications équipé d'un tel transformateur. Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication des dispositifs de transmission de télécommunications terrestres permettant d'assurer un isolement galvanique élevé. De tels dispositifs sont rendus nécessaires notamment pour raccorder un terminal téléphonique situé dans un local contenant des générateurs et/ou des conducteurs électriques à moyenne ou haute tension, avec un réseau filaire de télécommunications. Dans de tels dispositifs, l'isolement galvanique peut être obtenu par une liaison optique, hertzienne ou magnétique ; la présente invention s'applique à ce dernier cas où on utilise un premier transformateur pour transmettre, d'un premier enroulement à un deuxième enroulement du transformateur, les signaux de télécommunications. Dans de tels dispositifs, on utilise généralement en outre un deuxième transformateur dans un convertisseur continu-continu servant à transmettre une tension continue d'alimentation du terminal. La présente invention concerne ledit premier transformateur. Le développement du trafic des télécommunications nécessite la réalisation de tels transmetteurs dont la bande passante soit de plus en plus large ; pour des applications de plus en plus nombreuses de ces transmetteurs, la fréquence des signaux à transmettre peut varier de quelques centaines de hertz à plusieurs dizaines ou centaines de kilohertz, et le déphasage des signaux dans cette plage, induit par l'inductance des enroulements, doit être limité : en particulier l'inductance de fuite doit être limitée pour permettre une transmission correcte aux hautes fréquences. Par ailleurs, une rigidité diélectrique élevée doit être obtenue entre les enroulements et la masse (carcasse du transformateur) et entre les enroulements eux-mêmes, en particulier une rigidité de l'ordre de 5 à 10 kilovolts à 50 hertz. Conformément à l'invention, il a été découvert que ces contraintes contradictoires peuvent être satisfaites en bobinant, pour la réalisation d'une partie au moins des enroulements, un fil entouré d'une gaine épaisse en matériau isolant synthétique, et en noyant les enroulements par surmoulage d'un deuxième matériau isolant synthétique. Des résultats optimaux tant en termes de rigidité diélectrique que de bande passante ont été constatés en utilisant un fil conducteur gainé de PTFE et en noyant, en partie au moins, les enroulements dans une résine polyuréthane. Afin d'augmenter la linéarité aux fréquences élevées, on bobine de préférence les enroulements sur un noyau en ferrite. Par ailleurs, les performances peuvent être améliorées dans certains cas en séparant l'enroulement primaire en deux portions et en séparant l'enroulement secondaire en deux portions, en imbriquant les portions de façon alternée, et en séparant deux portions d'enroulement adjacentes par un matériau isolant en feuille. De préférence, le dispositif selon l'invention maintient entre 300 hertz et 5000 hertz un déphasage n'excédant pas plus ou moins 10 degrés, en particulier plus ou moins 5 degrés. Selon un autre aspect, l'invention consiste en un procédé de fabrication dudit dispositif, dans lequel on surmoule le transformateur par un matériau polymère isolant, et de préférence dans lequel on place le transformateur dans une enceinte étanche maintenue à une pression inférieure à la pression atmosphérique, de préférence pendant une partie au moins de la polymérisation du matériau isolant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux dessins annexés, qui illustrent sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre schématiquement un transmetteur de télécommunications à isolement élevé selon l'invention. La figure 2 illustre schématiquement un mode préféré de réalisation du transformateur du transmetteur de la figure 1. Le dispositif 1 illustré figure 1 permet le raccordement d'un terminal de télécommunications à un réseau ; à cet effet, le terminal est connecté aux bornes 4,5 de sortie du dispositif dont les bornes 2,3 d'entrée sont connectées au réseau de télécommunications. Les signaux de télécommunications sont transmis par le transformateur 6 du dispositif 1 assurant l'isolement galvanique entre l'entrée et la sortie ainsi qu'avec la masse. La composante continue d'alimentation du terminal par le réseau est transmise des bornes 2,3 aux bornes 4,5 par un hâcheur 9 muni également d'un deuxième transformateur d'isolement. Le circuit primaire du transformateur 6 comporte deux portions 7a et 7b d'enroulement qui sont connectées en série avec une capacité 15 reliant ces deux portions ; de façon similaire, le circuit secondaire du transformateur 6 comporte deux portions 8a, 8b d'enroulement montées en série avec une capacité 16 reliant ces deux portions ; les entrées du hâcheur 9 sont raccordées aux bornes de la capacité 15 tandis que les sorties du hâcheur sont raccordées aux bornes de la capacité 16. Par référence à la figure 2, le transformateur 6 s'étend sensiblement selon une symétrie de révolution autour de l'axe 18 le long duquel s'étend le noyau 13 du transformateur. On voit sur cette figure que les portions d'enroulement 7a, 8a, 7b, 8b ont été successivement bobinées autour du noyau, et sont séparées deux à deux par un isolant en feuille 14. Chaque portion d'enroulement comporte deux couches de spires juxtaposées formées avec un fil 10 revêtu d'une gaine épaisse 11 ; les spires de fil 10,11 et les feuilles d'isolant 14 sont noyées dans une résine 12 à l'intérieur de laquelle le transformateur peut être totalement inclus. De préférence, on utilise une résine polymérisant à une température voisine de 100 à 300C en une heure environ, la polymérisation étant effectuée sous un vide partiel. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de transmission de signaux de télécommunications entre des bornes d'entrée (2,3) et des bornes de sortie (4,5), qui comporte un transformateur (6) d'isolement dont un circuit primaire (7a, 7b, 15) est raccordé aux entrées (2,3) et dont un circuit secondaire (8a, 8b, 16) est raccordé aux sorties (4,5), et comportant en outre un hâcheur (9) à isolement galvanique, caractérisé en ce qu'une partie au moins des enroulements (7a, 7b, 8a, 8b) du transformateur (6) est constituée d'un fil conducteur (10) entouré d'une gaine (11) synthétique épaisse et est noyée dans un matériau isolant synthétique (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le fil conducteur (10) est gainé de PTFE. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les enroulements primaires et secondaires (7a, 7b, 8a, 8b) sont noyés dans une résine polyuréthane 12. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les enroulements (7a, 7b, 8a, 8b) sont bobinés sur un noyau (13) en ferrite. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel des portions adjacentes des enroulements sont séparées par un matériau isolant en feuille (14). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les enroulements primaires (7a, 7b) et secondaires (8a, 8b) sont bobinés par portions imbriquées alternées. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, qui maintient entre 300 hertz et 5000 hertz un déphasage n'excédant pas plus ou moins 10 degrés, en particulier plus ou moins 5 degrés. 8. Procédé de fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel on surmoule le transformateur (6) par un matériau polymère isolant (12). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on place le transformateur dans une enceinte étanche maintenue à une pression inférieure à la pression atmosphérique, de préférence pendant une partie au moins de la polymérisation du matériau (12). 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel on utilise une résine polymérisant à une température voisine de 100 à 30 C.