DE19922036A1

DE19922036A1 - Procedure for operating electric fence apparatus has step of detecting load state and step of adjusting pulse time interval taking place in closed control loop

Info

Publication number: DE19922036A1
Application number: DE19922036A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fehse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-08-03

Abstract

A procedure for operating an electric fence apparatus has the steps: - generation of a pulse period relative to the voltage at an output side of the apparatus with a pulse interval and an intermediate pulse interval following this, the pulse interval being selected so that only a fraction of an energy storage condenser of the apparatus is discharged during the pulse interval. Detection of an electrical load state at the output side of the apparatus; - adjustment of the pulse interval on the basis of the detected load. The step of detecting the load state and the step of adjusting the pulse time interval take place in a closed control loop without dead time.

Description

Technical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungeräts gemäß Anspruch 1 und ein Steuergerät, insbesondere zum Betreiben eines Elektrozauns, gemäß Anspruch 7.The present invention relates to a method for Operating an electric fence device according to claim 1 and a Control device, in particular for operating an electric fence, according to claim 7.

Derartige Steuergeräte werden hauptsächlich als Steuer geräte für elektrische Weidezäune zum Hüten von Vieh bzw. Lebewesen eingesetzt.Such control devices are mainly used as tax devices for electric pasture fences for herding cattle or Living things used.

State of the art

Zur Bereitstellung einer gewünschten Gleichspannung aus einer anderen vorgegebenen Gleichspannung sind im Stand der Technik Gleichspannungswandler bekannt. In derartigen Gleichspannungswandlern wird eine gegebene Gleichspannung Ub, wie beispielsweise die einer Batterie, zunächst durch einen Schalttransistor (Schaltelement) im Schaltbetrieb durch induktive Erzeugung in eine periodische Impulsspan nung umgesetzt, diese anschließend transformiert und gleichgerichtet. Fließt bei einem Gleichspannungswandler, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, Strom durch eine Last Z_L (und durch die Spule L1), wenn das Schaltelement S leitend ist, so spricht man von einem Durchflußwandler. Hierbei verhindert die Freilaufdiode V1 die Induktionsspitzen, die beim Schalten entstehen und sorgt gleichzeitig für einen gleichförmigen Stromfluß. Treibt hingegen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, die Spule L1 einen Strom durch die Last Z_L, wenn das Schaltelement S sperrt, so spricht man von einem Sperrwandler.DC voltage converters are known in the prior art for providing a desired DC voltage from another specified DC voltage. In such DC-DC converters, a given DC voltage Ub, such as that of a battery, is first converted by a switching transistor (switching element) in switching operation by inductive generation into a periodic pulse voltage, which is then transformed and rectified. If a DC voltage converter, as shown in FIG. 1, flows current through a load Z _L (and through the coil L1) when the switching element S is conductive, this is referred to as a forward converter. The freewheeling diode V1 prevents the induction peaks that arise during switching and at the same time ensures a uniform current flow. If, on the other hand, as shown in FIG. 2, the coil L1 drives a current through the load Z _L when the switching element S is blocking, one speaks of a flyback converter.

Das in Fig. 1 dargestellte Prinzip eines Durchfluß wandlers läßt sich auch auf eine Schaltung mit einem Trans formator anwenden. Ein Transformator, der in einem Ersatz schaltbild betrachtet wird, enthält ebenso induktive Kompo nenten, die in einer derartigen Ersatzschaltung als in Rei he zur eigentlichen Last geschaltet betrachtet werden kön nen. Im einfachsten Fall besteht ein Ersatzschaltbild eines Transformators aus einer Reihenschaltung eines ohmschen Wi derstands und einer Induktivität. Eine Schaltung, bei der anstatt der Spule L1 ein Transformator TR1 mit den Indukti vitäten L1 und L2 verwendet wird, wobei eine Last Z_L an die Ausgangsseite des Transformators TR1 gekoppelt ist, ist in Fig. 3 gezeigt. Wird in dem die Spule L1 aufweisenden Pri märkreis der Schalter S geschlossen, so wird in der Spule L2 des Sekundärkreises bzw. Ausgangskreises ein Span nungsimpuls erzeugt. Als nachteilig bei einer derartigen Anordnungen stellt sich die durch den magnetischen Kreis begrenzte Energie heraus. Ferner kann magnetische Energie nicht ohne hohe Verluste zwischen gespeichert werden. Au ßerdem kann die Zeitdauer des Spannungspulses, sowie seine Energie bei gegebener Dimensionierung des magnetischen Kreises nicht verändert werden und hängt u. a. stark von der Impedanz des Ausgangskreises ab.The principle of a flow converter shown in Fig. 1 can also be applied to a circuit with a transformer. A transformer, which is considered in an equivalent circuit diagram, also contains inductive components which can be considered in such an equivalent circuit as being connected in series to the actual load. In the simplest case, an equivalent circuit diagram of a transformer consists of a series connection of an ohmic resistor and an inductor. A circuit in which, instead of the coil L1, a transformer TR1 with the inductances L1 and L2 is used, with a load Z _{L being} coupled to the output side of the transformer TR1, is shown in FIG. 3. If the switch S is closed in the primary circuit having the coil L1, then a voltage pulse is generated in the coil L2 of the secondary circuit or output circuit. The energy limited by the magnetic circuit turns out to be disadvantageous in such an arrangement. Furthermore, magnetic energy cannot be temporarily stored without high losses. In addition, the duration of the voltage pulse and its energy cannot be changed for a given dimension of the magnetic circuit and depends heavily on the impedance of the output circuit.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung von energierei chen Hochspannungsimpulsen bietet die in Fig. 4 gezeigte Schaltungsanordnung. Hierbei wird ein Kondensator C durch einen Gleichspannungswandler DC/DC, der beispielsweise von einer Batterie mit niedriger Spannung gespeist wird, auf eine Spannung von mehreren hundert Volt aufgeladen und über einen Schwingkreis, dessen Hauptinduktivität L1 aus der Primärspule eines Hochspannungstransformators TR1 besteht, entladen. Dabei wird der Schwingkreis durch einen elektro nischen Schalter S geschlossen, der meist als Thyristor ausgeführt ist und selbstgesteuert nach Unterschreiten sei nes Haltestroms schließt. An der ausgangsseitigen Spule Spule L2 wird entsprechend der Darstellung zu Fig. 3 ein Spannungsimpuls erzeugt. Als nachteilig bei einer derarti gen Anordnung stellt sich dar, daß das Ausschalten des Schwingkreises nicht willkürlich möglich ist, sondern an die Eigenschaften und die Belastung des Schwingkreises ge bunden ist. Eine willkürliche Steuerung der Energie ist da her kaum möglich. Auch die Anstiegsflanken der Hochspannung sind nicht ohne weiteres steuerbar und können erhebliche Enstörungsprobleme hervorrufen.The circuit arrangement shown in FIG. 4 offers a further possibility for generating energy-rich high-voltage pulses. Here, a capacitor C is charged to a voltage of several hundred volts by a DC / DC converter, which is fed, for example, by a battery with a low voltage, and discharged via a resonant circuit, the main inductance L1 of which consists of the primary coil of a high-voltage transformer TR1. The resonant circuit is closed by an electronic switch S, which is usually designed as a thyristor and closes self-controlled after falling below its holding current. A voltage pulse is generated on the coil coil L2 on the output side, as shown in FIG. 3. A disadvantage of such a gene arrangement is that switching off the resonant circuit is not arbitrarily possible, but is related to the properties and load of the resonant circuit. An arbitrary control of the energy is hardly possible. The rising edges of the high voltage are also not easily controllable and can cause considerable interference suppression problems.

Das amerikanische Patent mit der Nummer 5514919 offen bart eine Energieversorgungseinrichtung für einen elektri schen Zaun mit einem Energiespeicherkondensator, einem steuerbaren Schalter zum Steuern der Ladung auf dem Spei cherkondensator, einem Steuerschaltkreis, der mit dem steu erbaren Schalter verbunden ist, und einer Erfassungsein richtung, die Informationen über die erfaßte elektrische Last an der Ausgangsseite der Energieversorgungseinrichtung für den elektrischen Zaun an den Steuerschaltkreis weiter leitet. Nach Empfang der in einem ersten Entladungszyklus erfaßten Informationen betreibt der Steuerschaltkreis den steuerbaren Schalter in einem darauf folgenden Entladungs zyklus derart, daß die Ladung auf dem Kondensator in Abhän gigkeit von der erfaßten elektrischen Last (beispielsweise bei Tierberührung) in einem vorgegebenen Bereich kontinu ierlich variiert wird. Bei dieser Elektrozaunanordnung läßt sich zwar im Leerlauf eine Energieeinsparung erreichen, wenn der Energiespeicherkondensator nur mit einer geringen Ladungsmenge aufgeladen wird, jedoch ergibt sich daraus auch eine geringe Ausgangsspannung bei einer ersten Tierbe rührung, was eine geringe Abschreckwirkung zur Folge hat und damit die Hütesicherheit des Elektrozauns negativ be einflußt wird.United States patent number 5514919 is open bart a power supply device for an electri fence with an energy storage capacitor, a controllable switch to control the charge on the Spei cherkondensator, a control circuit that with the steu switch is connected, and a detection direction, the information about the detected electrical Load on the output side of the energy supply device for the electric fence to the control circuit directs. After receiving the in a first discharge cycle recorded information, the control circuit operates the controllable switch in a subsequent discharge cycle such that the charge on the capacitor depends of the detected electrical load (e.g. in the event of contact with animals) in a specified area is varied. With this electric fence arrangement lets achieve energy savings while idling, if the energy storage capacitor has only a small Charge amount is charged, however, it follows also a low output voltage for a first animal agitation, which has a low deterrent effect and thus the safety of the electric fence negatively is influenced.

Presentation of the invention

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Elek trozauns zu schaffen, das an den jeweiligen Lastzustand derart anpaßbar ist, daß eine optimale Hütesicherheit bei erheblicher Energieeinsparung erreicht wird.It is therefore the object of the present invention a control device and a method for operating an elec to create trozauns that depend on the respective load condition is so adaptable that optimal safety at considerable energy savings is achieved.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zum Betrei ben eines Elektrozauns durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Steuergeräts durch die Merkmale des An spruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen stand der Unteransprüche.This task becomes related to the procedure ben of an electric fence by the features of claim 1 and with regard to the control unit by the features of the An Proposition 7 solved. Advantageous configurations are counter stood the subclaims.

Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungeräts wird zunächst eine Pulsperiode bezüglich der Spannung an einer Ausgangsseite des Elektrozaungeräts mit einem Puls zeitintervall und einem darauf folgenden Zwischenpulsinter vall erzeugt, wobei das Pulszeitintervall derart gewählt ist, daß nur ein Bruchteil eines Energiespeicherkondensa tors des Elektrozaungeräts während des Pulszeitintervalls entladen wird. Währenddessen wird der elektrische Lastzu stand an der Ausgangsseite des Elektrozaungeräts erfaßt und das Pulszeitintervall auf der Grundlage der erfaßten Last eingestellt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die An passung der abzugebenden Energie an den Elektrozaun durch Änderung der Impulsdauer bzw. des Pulszeitintervalls und nicht durch die Änderung der in dem Energiespeicherkonden sator gespeicherten Ladungsmenge erfolgt. Dadurch wird die Ausgangsspannung am Elektrozaungerät nicht verändert, was im Hinblick auf die Hütesicherheit von Weidezäunen eine ganz entscheidende Bedeutung hat.In the method of operating an energizer first a pulse period with regard to the voltage an output side of the energizer with a pulse time interval and a subsequent interpulse sinter vall is generated, the pulse time interval being selected in this way is that only a fraction of an energy storage condenser Gate of the energizer during the pulse time interval is discharged. In the meantime, the electrical load increases stood on the exit side of the energizer and the pulse time interval based on the detected load set. This method has the advantage that the An fit of the energy to be delivered to the electric fence Change the pulse duration or the pulse time interval and not by changing the in the energy storage condenser sator stored charge amount takes place. This will make the Output voltage on the energizer does not change what with regard to the security of pasture fences is of crucial importance.

Trotz der optimierten Hütesicherheit läßt sich im Ge gensatz zum Stand der Technik ferner eine Optimierung des Energieverbrauchs dadurch erreichen, daß die Energieabgabe der Ausgangslast stets genau und stufenlos angepaßt werden kann.Despite the optimized security of the hat, the Ge In contrast to the prior art, an optimization of Achieve energy consumption in that the energy delivery the output load can always be adjusted precisely and continuously can.

Durch die richtige Wahl der durch den Benutzer oder auch automatisch änderbaren Regelcharakteristik ist damit einerseits eine exakte Anpassung an die unterschiedlichen Hütebedingungen für verschiedene Tierarten und Zaunlasten mit einem Gerät möglich. Andererseits wird im Leerlauf, d. h. wenn keine Last am Elektrozaun liegt, trotz hoher Spannungen nur einen sehr kleine Energiemenge verbraucht.By choosing the right one by the user or This also means that the control characteristic can be changed automatically on the one hand, an exact adaptation to the different Herding conditions for different animal species and fence loads possible with one device. On the other hand, when idling, d. H. when there is no load on the electric fence, despite the high one Voltages consumed only a very small amount of energy.

In DE 30 09 838 C2 wird ein Elektrozaungerät nach dem Kondensator-Flußwandlerprinzip beschrieben, bei welchem durch Abstimmung der im Zaunkreis vorhandenen Reaktanzen (einschließlich sämtlicher Zaunimpedanzen!) erreicht wird, daß im Leerlauf durch schwingungsbedingtes Abschalten des als Schaltglied verwendeten Thyristors ebenfalls eine Ener gieeinsparung erreicht wird.In DE 30 09 838 C2 an electric fence device according to the Capacitor forward converter principle described, in which by coordinating the reactances in the fence circle (including all fence impedances!) that when idle by vibration-related switching off the a thyristor also used an ener saving is achieved.

Gegenüber diesem bekannten Prinzip hat die hier be schriebene Schaltung den Vorteil, daß die Steuerung der Energieabgabe vollkommen willkürlich und stufenlos der aus gangsseitigen Last angepaßt werden kann. Außerdem ist keine kompromißbehaftete und aufwendige Anpassung der im Zaun kreis vorhandenen Reaktanzen notwendig und die ordnungsge mäße Funktion des Gerätes ist von zaunseitigen Impedanzen unabhängig.Compared to this known principle, the here be wrote circuit the advantage that the control of the Energy delivery completely arbitrary and infinitely variable gear side load can be adjusted. Besides, there is none compromising and complex adjustment of the in the fence existing reactances necessary and the proper The function of the device is from fence-side impedances independently.

Aus der Möglichkeit, das Pulszeitintervall willkürlich und stufenlos anzupassen, ergibt sich eine mit dem Stand der Technik nicht erreichbare Dynamik der Ausgangsenergie von Elektrozaungeräten.From the possibility of arbitrary the pulse time interval and infinitely adaptable, one results with the stand Dynamics of output energy not achievable in technology of energizers.

In dem dargestellten Verfahren wird die an die Aus gangsseite des Elektrozauns abzugebende Maximalenergie über die Pulslänge bzw. das Pulszeitintervall bestimmt. Haben Geräte im Stand der Technik - verbrauchsseitig gesehen - eine maximale Spanne von etwa 1 : 5 zwischen Leerlauf, d. h. im unbelasteten Fall, und Vollast, so läßt sich mit dem er findungsgemäßen Verfahren ein Bereich zwischen 1 : 20 bis 1 : 100 erreichen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Er fassen des Lastzustands und das Einstellen des Pulszeitin tervalls in einer geschlossenen Regelschleife ohne Totzeit erfolgt, so daß dann in dem - relativ seltenen - Fall einer Tierberührung mit dem Zaun durch unmittelbare Verlängerung des Pulszeitintervalls eine erhebliche Schlagstärke er reichbar ist. Das bedeutet, das Erfassen des Lastzustandes während der Erzeugung einer Pulsperiode und die Reaktion darauf erfolgt in der gleichen Pulsperiode, im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem erst mit Verzögerung auf den ersten Impuls oder sogar erst in einer zweiten Pulsperiode reagiert wird. Gleichzeitig wird während der - meist vor herrschenden - Leerlaufphasen durch entsprechende kurze Pulse bzw. Pulszeiten erheblich weniger Energie verbraucht.In the illustrated procedure, the off maximum energy to be emitted on the aisle side of the electric fence determines the pulse length or the pulse time interval. To have Devices in the state of the art - seen from the consumption side - a maximum margin of about 1: 5 between idle, i.e. H. in the unloaded case, and full load, so he can inventive methods a range between 1:20 to Achieve 1: 100. It is particularly advantageous if the he the load state and the setting of the pulse time tervalls in a closed control loop without dead time takes place, so that in the - relatively rare - case one Animal contact with the fence through immediate extension of the pulse time interval he has a considerable impact strength is reachable. This means the detection of the load condition during the generation of a pulse period and the response on it takes place in the same pulse period, in contrast to the state of the art, in which only with a delay to first pulse or even only in a second pulse period is reacted to. At the same time during the - mostly before prevailing - idle phases by appropriate short Pulse or pulse times consume considerably less energy.

Das Ausgleichen der dem Energiespeicherkondensators entnommenen Ladungsmenge erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise mittels eines Gleichspannungs wandlers.Balancing the energy storage capacitor withdrawn charge takes place in the invention Process advantageously by means of a direct voltage converter.

Neben dem rein lastabhängigen Einstellen des Pulszei tintervalls ist es auch möglich, dieses zusätzlich auf der Grundlage einer vorbestimmten minimalen Ausgangsspannung des Elektrozaungeräts einzustellen, wobei sich das Pulszei tintervall aus der zum Erreichen dieser Ausgangsspannung notwendingen Zeit ergibt.In addition to the purely load-dependent setting of the pulse time tintervalls it is also possible to add this on the Based on a predetermined minimum output voltage adjust the energizer, the pulse time tinterval from the to reach this output voltage necessary time.

Um die sonst eher störende kapazitive Komponente des Elektrozauns als funktionelles Element auszunutzen wird ge mäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Gleichrichtung an der Ausgangsseite des Elektrozauns vorgesehen. Da der ausgangsseitige Impuls bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stets unipolar ist, muß der verwendete Gleichrichter nur für eine geringere Sperrspannung als im Stand der Technik ausgelegt werden, wo unter bestimmten Belastungssituationen bipolare Impulse mit hohen Spitzenspannungen auftreten kön nen. Bei gut isoliertem Zaun wird dadurch der Energiever brauch durch die kapazitive Belastung minimiert und der Stromverbrauch in diesem Fall weiter gesenkt. Außerdem kann dadurch erreicht werden, daß bei jeder Berührung des Zauns, selbst wenn das entsprechende Elektrozaungerät zum Betrei ben des Zauns gerade keinen Impuls abgibt, ein Stromschlag erzeugt wird. Damit wird die Hütesicherheit weiter gestei gert.To the otherwise rather disruptive capacitive component of the Electric fence is used as a functional element rectification according to an advantageous embodiment provided on the exit side of the electric fence. Since the output pulse in the method according to the invention is always unipolar, the rectifier used only has to for a lower reverse voltage than in the prior art be interpreted where under certain stressful situations bipolar pulses with high peak voltages can occur nen. If the fence is well insulated, the energy minimized by the capacitive load and the In this case, electricity consumption is further reduced. Besides, can can be achieved by touching the fence, even if the corresponding energizer is in operation ben of the fence just does not give an impulse, an electric shock is produced. This further increases security device.

Um eine optimale Verbindung zwischen Hütesicherheit und Energieeinsparung zu erreichen, ist es vor allem im Leer lauffall wichtig, ein bestimmtes Verhältnis von Pulsperiode zu Pulszeitintervall vorzusehen. Vorteilhafterweise beträgt im Leerlauf die Pulsperiode ungefähr 1 Sekunde und das Pulszeitintervall ungefähr 20 bis 1000 µ-Sekunden.For an optimal connection between safety and security Achieving energy savings is especially important when empty important when running, a certain ratio of pulse period to be provided at pulse time interval. Is advantageously the idle pulse period is about 1 second and that Pulse time interval approximately 20 to 1000 µ seconds.

Ein Steuergerät, das sich insbesondere zum Betreiben eines Elektrozauns eignet, weist im wesentliche einen Ener giespeicherkondensator und einen steuerbaren Schalter zum Steuern der Entladezeit des Energiespeicherkondensators auf. Der steuerbare Schalter ist dabei wiederum mit einer Steuerschaltung verbunden. Ferner weist das Steuergerät ei ne Erfassungseinrichtung, die Informationen über eine ele trische Last an einer Ausgangsseite des Steuergeräts an die Steuerschaltung überträgt, auf, wobei die Steuerschaltung den steuerbaren Schalter derart steuert, daß die Entlade zeit an die erfaßte elektrische Last angepaßt ist.A control device that is particularly suitable for operation an electric fence, essentially has an ener giespeicher capacitor and a controllable switch for Control the discharge time of the energy storage capacitor on. The controllable switch is in turn with a Control circuit connected. The control unit also has an egg ne detection device, the information on an ele trical load on an output side of the control unit to the Control circuit transmits on, the control circuit controls the controllable switch such that the discharge time is adapted to the detected electrical load.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuergerät ferner einen Hochspannungstransforma tor mit einer Primärspule, die Teil eines Primärkreises ist, und einer Sekundärspule, die Teil eines Sekundärkrei ses, der die Ausgangsseite des Steuergeräts darstellt, ist, auf, wobei neben der Primärspule ebenso der Energiespei cherkondensator und der steuerbare Schalter in dem Primär kreis integriert sind.According to an advantageous embodiment of the invention the control unit also has a high-voltage transformer Tor with a primary coil that is part of a primary circuit and a secondary coil that is part of a secondary circuit ses, which is the output side of the control unit, on, in addition to the primary coil also the energy storage cherk capacitor and the controllable switch in the primary circle are integrated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Steuergeräts ist parallel zur Primärspule eine Freilaufdiode geschaltet, durch die der magnetische Energi einhalt der Spule abbaubar ist. Alternativ dazu kann in der Nähe der Primärspule eine weitere Spule angeordnet sein, durch die ein Teil des magnetischen Energieinhalts des Hochspannungstransformators wieder in den Stromversorgungs kreis rückführbar ist.According to an advantageous embodiment of the invention according control unit is parallel to the primary coil Free-wheeling diode switched by which the magnetic energy contents of the coil are degradable. Alternatively, in the Another coil may be arranged near the primary coil, through which part of the magnetic energy content of the High voltage transformer back in the power supply circle is traceable.

Zur Ausnutzung der sonst störenden kapazitiven Kompo nente des Elektrozauns als funktionelles Element wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des eine Gleichrichtung an der Ausgangsseite des Elektrozauns vorgesehen.To take advantage of the otherwise disruptive capacitive compo The electric fence is a functional element according to an advantageous embodiment of a rectification provided on the exit side of the electric fence.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Gleichrichtung an der Ausgangsseite des Steuergeräts vorge sehen. Dadurch kann, wie oben bereits erwähnt worden ist, bei Verwendung des Steuergeräts zum Betreiben eines Elek trozauns die sonst störende kapazitive Komponente des Elek trozauns als funktionelles Element ausgenutzt werden.According to an advantageous embodiment, a Rectification pre-selected on the output side of the control unit see. As already mentioned above, when using the control unit to operate an elec trozauns the otherwise disruptive capacitive component of the electr trozauns can be used as a functional element.

Zum Erreichen höherer Ausgangsleistungen bzw. paralle len Erzeugen mehrerer Hochspannungsimpulse kann das Steuer gerät eine Vielzahl von Hochspannungstransformatoren auf weisen, deren Primärkreise parallel geschaltet und mit dem Energiespeicherkondensator verbunden sind, wobei jeder Pri märkreis einen jeweiligen steuerbaren Schalter aufweist.To achieve higher output powers or parallel The control can generate several high-voltage pulses a variety of high-voltage transformers point, the primary circuits connected in parallel and with the Energy storage capacitor are connected, each Pri märkreis has a respective controllable switch.

Als steuerbarer Schalter, mit dem die auftretenden Spannungen und Ströme quasi willkürlich schaltbar sind, wird vorteilhafterweise ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) verwendet. Ferner kann als Energiespeicherkon densator ein Elektrolytkondensator verwendet werden. As a controllable switch with which the occurring Voltages and currents can be switched almost arbitrarily, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used. Furthermore, as an energy storage con an electrolytic capacitor can be used.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steu ert die Steuerschaltung den steuerbaren Schalter derart, daß eine Pulsperiode erzeugt wird, innerhalb der mehrere Pulszeitintervalle in einem Abstand von 50 bis 10000 µ- Sekunden folgen.According to a further advantageous embodiment, steu If the control circuit switches the controllable switch, that a pulse period is generated within which several Pulse time intervals at a distance of 50 to 10000 µ- Seconds follow.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevor zugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung.Further details, features and advantages of the Erfin dung emerge from the description below Zugter embodiments with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schaltung für einen Gleichspannungs wandler in der Ausführung eines Durchflußwandlers im Stand der Technik; Figure 1 shows a circuit for a DC converter in the execution of a flow converter in the prior art.

Fig. 2 eine Schaltung für einen Gleichspannungs wandler in der Ausführung eines Sperrwandlers im Stand der Technik; Figure 2 shows a circuit for a DC converter in the implementation of a flyback converter in the prior art.

Fig. 3 eine Schaltung für einen Gleichspannungs wandler in der Ausführung eines Durchflußwandlers mit inte griertem Transformator im Stand der Technik; Fig. 3 shows a circuit for a DC converter in the implementation of a forward converter with inte grated transformer in the prior art;

Fig. 4 eine Schaltung zur Erzeugung von energierei chen Hochspannungsimpulsen; Fig. 4 shows a circuit for generating high-energy energy pulses Chen;

Fig. 5 eine Schaltung zur Erzeugung von Hochspan nungsimpulsen gemäß einer ersten Ausführungsform, die in einem erfindungsgemäßen Steuergerät verwendet wird; Fig. 5 is a circuit for generating a high clamping voltage pulses according to a first embodiment which is used in an inventive control device;

Fig. 6 Diagramme zur Erläuterung der Erzeugung von Hochspannungsimpulsen gemäß einer ersten Ausführungsform, die in einem erfindungsgemäßen Steuergerät verwendet wird; Fig. 6 are diagrams for explaining the generation of high-voltage pulses according to the invention is used in a control apparatus of a first embodiment;

Fig. 7 eine Schaltung zur Erzeugung von Hochspan nungsimpulsen gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in einem erfindungsgemäßen Steuergerät verwendet wird; und Fig. 7 shows a circuit for generating a high clamping voltage pulses according to a second embodiment which is used in an inventive control device; and

Fig. 8 eine Schaltung zur Erzeugung von Hochspan nungsimpulsen gemäß einer ersten Ausführungsform, die in einem erfindungsgemäßen Steuergerät verwendet wird. Fig. 8 shows a circuit for generating high voltage voltage pulses according to a first embodiment, which is used in a control device according to the invention.

First embodiment

Im folgenden soll nun Schaltung zur Erzeugung von Hoch spannungsimpulsen, die in einem erfindungsgemäßen Steuerge rät verwendet wird gemäß einer ersten Ausführungsform an hand von Fig. 5 erläutert werden. Hier, wie in den folgen den Figuren, werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszei chen bezeichnet.In the following, circuit for generating high voltage pulses, which is used in a control device according to the invention, will now be explained according to a first embodiment with reference to FIG. 5. Here, as in the following figures, the same parts are designated with the same reference characters.

Ein Energiespeicherkondensator C wird zunächst durch einen Gleichspannungswandler DC/DC, der von einer Stromver sorgungsquelle mit einer meist niedrigen Gleichspannung Ub, wie beispielsweise einer Batterie, einem Akkumulator, einem Solarmodul oder einem Netzgerät mit niedriger Ausgangsspan nung gespeist wird, auf eine Primärkreisspannung bzw. Zwi schenkreisspannung U_CZ von mehreren 100 Volt aufgeladen. Diese Ladung bleibt - abgesehen von Verlusten durch Leck- oder Meßströme - ohne weitere Energiezufuhr erhalten. Zu einem frei wählbaren Zeitpunkt wird ein Schalter S. der vorteilhafterweise als IGBT ausgeführt ist, mittels einer Steuerlogik ST eingeschaltet bzw. geschlossen, wodurch ein Strom in dem aus der Primärspule L1 und dem Kondensator C bestehenden Schwingkreis fließt. Die Höhe des Stroms und damit die ausgangsseitige Spannung, d. h. die induzierte Spannung an der Sekundärspule L2 ist dabei von der aus gangsseitigen elektrischen Last Z_L des Hochspannungstrans formators, den Impedanzen des Schwingkreises selbst und der in dem Kondensator C gespeicherten Ladungsmenge abhängig. An energy storage capacitor C is first by a DC / DC converter, which is supplied by a Stromver supply source with a usually low DC voltage Ub, such as a battery, an accumulator, a solar module or a power supply unit with a low output voltage, to a primary circuit voltage or intermediate voltage circuit voltage U _CZ charged by several 100 volts. This charge remains - apart from losses due to leakage or measuring currents - without further energy supply. At a freely selectable point in time, a switch S, which is advantageously designed as an IGBT, is switched on or closed by means of a control logic ST, as a result of which a current flows in the resonant circuit consisting of the primary coil L1 and the capacitor C. The amount of current and thus the output voltage, ie the induced voltage on the secondary coil L2 is dependent on the output side electrical load Z _{L of} the high voltage transformer, the impedances of the resonant circuit itself and the amount of charge stored in the capacitor C.

Nach einer gewissen variablen Zeit t_P, deren Bestimmung bzw. Einstellung unten näher erläutert wird, wird der Schalter S mittels der Steuerlogik ST wieder ausgeschaltet bzw. geöffnet, wobei unter Abklingen der ausgangsseitigen Hochspannung der magnetische Arbeitsinhalt der Spule L1 über die Diode D1 abgebaut wird. In dieser ersten Ausfüh rungsform fließt also der Strom im Kurzschluß durch den Kreis L1 - D1, wodurch die Ausgangsspannung nur langsam ab fällt und im Ausgangskreis weiter Energie abgegeben werden kann. Nachdem der Schalter S geöffnet ist, wird die dem Energiespeicherkondensator C entnommene Ladungsmenge wäh rend eines Zwischenzeitintervalls t_Z durch den Gleichspan nungswandler DC/DC wieder ausgeglichen. Somit wird eine Pulsperiode t_G mit einem Pulszeitintervall t_P und einem darauffolgenden Zwischenpulsintervall t_Z erzeugt.After a certain variable time t _P , the determination or setting of which is explained in more detail below, the switch S is switched off or opened again by means of the control logic ST, the magnetic work content of the coil L1 being reduced via the diode D1 when the high voltage on the output side has subsided . In this first embodiment, the current flows in a short circuit through the circuit L1-D1, as a result of which the output voltage drops only slowly and energy can be given off in the output circuit. After the switch S is opened, the amount of charge removed from the energy storage capacitor C is compensated for again during an intermediate interval t _Z by the DC / DC converter. A pulse period t _G is thus generated with a pulse time interval t _P and a subsequent intermediate pulse interval t _Z.

Zur Ausnutzung der sonst störenden kapazitiven Kompo nente CA des Elektrozauns als funktionelles Element ist ferner eine optionale Gleichrichtung D2 an der Ausgangssei te des Elektrozauns vorgesehen.To take advantage of the otherwise disruptive capacitive compo is the CA of the electric fence as a functional element an optional rectification D2 on the output cable of the electric fence.

Wie bereits erwähnt worden ist, ist die variable Größe bei dem erfindungsgemäßen Prinzip zur Erzeugung von Hoch spannungsimpulsen das Pulszeitintervall t_P. Aufgrund von Überlegungen bezüglich Hütesicherheit und Energieverbrauch beispielsweise bei einem Elektrozaun zum Hüten von Tieren wird das Pulszeitintervall t_P im Leerlauf vorteilhafterwei se auf ungefähr 20 bis 1000 µ-Sekunden eingestellt, wobei die Pulsperiode t_G ungefähr eine Sekunde beträgt. Hierbei ist zu beachten, daß das Pulszeitintervall t_P derart einge stellt ist, daß nur ein Bruchteil der in dem Energiespei cherkondensator gespeicherten Ladungsmenge entnommen wird. Zur Verdeutlichung der Spannungsverhältnisse am Ener giespeicherkondensator und an der Ausgangsseite des Steuer geräts bzw. zwischen den dort dargestellten Punkten UA1 und UA2 im Leerlaufzustand sind in Fig. 6a zwei Pulsperioden mit jeweils einer Zeitdauer von 1 Sekunde dargestellt. Nachdem zum Zeitpunkt A1 der steuerbare Schalter des Steu ergeräts geschlossen worden ist, wird der Energiespeicher kondensator bis zum Zeitpunkt E1 entladen, wodurch die an diesen angelegte Spannung U_Cunter die Zwischenkreisspan nung auf eine Spannung U_Ca sinkt. Nach Öffnen des steuerba ren Schalters bei E1 nach einem Pulszeitintervall von unge fähr 20 µ-Sekunden wird der Energiespeicherkondensator C wieder aufgeladen, bis an diesem wieder die Zwischen kreisspannung U_CZ anliegt. Entsprechendes gilt in der zwei ten Pulsperiode nach ungefähr 1 Sekunde an den Punkten A2 und E2. Betrachtet man nun den Spannungsverlauf an der Aus gangsseite des Steuergeräts, so steigt die Ausgangsspannung beim Einschalten des Schalters S zum Zeitpunkt A1 steil bis auf eine Spannung U_amin an, wobei die Anstiegsgeschwindig keit im wesentlichen von den Reaktanzen im Transformator- und Zaunkreis und der Magnetisierungskennlinie des Eisen kerns sowie der Ansteuerung des Schalters S abhängt.As has already been mentioned, the variable size in the principle according to the invention for generating high voltage pulses is the pulse time interval t _P. Due to considerations regarding safety and energy consumption, for example in the case of an electric fence for the care of animals, the pulse time interval t _{P is} advantageously set to approximately 20 to 1000 μ-seconds in idle mode, the pulse period t _{G being} approximately one second. It should be noted here that the pulse time interval t _{P is set} such that only a fraction of the amount of charge stored in the energy storage capacitor is removed. To illustrate the voltage relationships on the energy storage capacitor and on the output side of the control device or between the points UA1 and UA2 shown there in the idle state, two pulse periods each with a duration of 1 second are shown in FIG. 6a. After the controllable switch of the control device has been closed at time A1, the energy storage capacitor is discharged until time E1, as a result of which the voltage U _C applied to it drops below the intermediate circuit voltage to a voltage U _Ca. After opening the controllable switch at E1 after a pulse time interval of approximately 20 μ-seconds, the energy storage capacitor C is recharged until the intermediate circuit voltage U _CZ is present again. The same applies in the second pulse period after approximately 1 second at points A2 and E2. If you now consider the voltage curve on the output side of the control unit, the output voltage rises steeply when the switch S is switched on at the time A1 to a voltage U _amine , the rate of increase essentially depending on the reactances in the transformer and fence circuit and the magnetization characteristic of the iron core and the control of the switch S depends.

Nach Ausschalten von S zum Zeitpunkt E1 fällt die Span nung im Ausgangskreis unter Abbau des zwischen A1 bis E1 aufgebauten Magnetfelds im Transformator wieder ab.When S is switched off at time E1, the chip drops voltage in the output circuit while reducing the between A1 to E1 built up magnetic field in the transformer.

Im Lastfall 1 (Fig. 6b) ist eine endliche, mittlere Last am Zaun vorhanden. Die Regelspannung U_amin wird noch erreicht, jedoch erst zu einem späteren Zeitpunkt. Der La dekondensator wird stärker entladen (bis auf eine Spannung U_Cb) als im Leerlauffall.In load case 1 ( Fig. 6b) there is a finite, medium load on the fence. The control voltage U _amin is still reached, but only at a later point in time. The charge capacitor is discharged more (except for a voltage U _Cb ) than when it is idle.

Im Lastfall 3 (Fig. 6c) ist eine hohe Last mit niedri ger Impedanz im Ausgangskreis vorhanden. U_amin wird nicht mehr erreicht, der Kondensator wird praktisch vollständig entladen (bis auf eine Spannung U_Cc), das Gerät gibt an die Zaunlast die maximale Energie ab.In load case 3 ( Fig. 6c) there is a high load with low impedance in the output circuit. U _amine is no longer reached, the capacitor is practically completely discharged (except for a voltage U _Cc ), the device releases the maximum energy to the fence load.

Die Erfassung des ausgangsseitigen Spannungsanstiegs durch eine entsprechende Einrichtung kann also zur Anpas sung der abgegebenen Energie an die ausgangsseitige Last dienen.The detection of the voltage rise on the output side by means of an appropriate device can therefore be adapted solution of the energy delivered to the load on the output side serve.

Es ist aber auch denkbar, durch Auswerten des primär seitigen Strom- oder/und Spannungsverlaufs auf den Lastzu stand zu schließen. Die Einrichtung zum Erfassen der aus gangsseitigen Spannung kann dabei auf dem Prinzip der Stromrückkopplung oder der Spannungsrückkopplung beruhen. Bei der Stromrückkopplung wird beispielsweise ein Wider stand mit bekanntem Wert in dem Primärkreis des Steuerge räts angeordnet und die an diesem anliegende Spannung ge messen. Daraus kann die Stromstärke berechnet werden und somit auf die effektive Impedanz an der Ausgangsseite des Steuergeräts geschlossen werden. Aufgrund dieser Messung der ausgangsseitigen Last kann das für den unbelasteten Zu stand vorbestimmte Pulszeitintervall t_P derart eingestellt bzw. verlängert werden, daß eine bestimmte Proportionalität zwischen Pulszeitintervall und Last erfüllt ist oder daß die Ausgangsspannung den Wert U_amin erreicht. Das bedeutet, die Steuerlogik ST verlängert den eingeschalteten bzw. ge schlossenen Zustand des steuerbaren Schalters S als Reakti on auf den veränderten Lastzustand, wie im Beispiel gezeigt ist, von 20 µ-Sekunden im unbelasteten Zustand auf ungefähr 200 µ-Sekunden im belasteten Zustand.But it is also conceivable to conclude by evaluating the primary side current and / or voltage curve on the Lastzu. The device for detecting the voltage on the output side can be based on the principle of current feedback or voltage feedback. In the current feedback, for example, an opposing device with a known value is arranged in the primary circuit of the control device and the voltage applied to it is measured. The current strength can be calculated from this and the effective impedance on the output side of the control device can thus be concluded. Based on this measurement of the load on the output side, the predetermined pulse time interval t _P for the unloaded state can be set or extended such that a certain proportionality between the pulse time interval and the load is fulfilled or that the output voltage reaches the value U _amine . This means that the control logic ST extends the switched on or closed state of the controllable switch S as a reaction to the changed load state, as shown in the example, from 20 μ seconds in the unloaded state to approximately 200 μ seconds in the loaded state.

Ein Vorteil des dargestellten erfindungsgemäßen Verfah rens zum Betreiben eines Elektrozauns, der zum Hüten von Tieren verwendet wird, besteht darin, daß während der Tier berührung der elektrische Lastzustand an der Ausgangsseite des Zauns erfaßt wird und die Pulsdauer unmittelbar ohne Totzeit angepaßt wird, wodurch eine der Last proportionale Energieerhöhung erfolgt. Dies steht somit im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der bestenfalls ein zum ersten Puls zeitnaher zweiter Puls als Reaktion auf eine Laständerung erzeugt werden kann. Aufgrund der im Stand der Technik nicht willkürlich wählbaren Pulsperiode sind für dieses Verfahren außerdem ein aufwendiger zweiter Zauntransforma torkreis und spezielle Steuerelemente notwendig.An advantage of the method according to the invention shown rens to operate an electric fence used to guard Animals used is that during the animal touch the electrical load on the output side of the fence is detected and the pulse duration immediately without Dead time is adjusted, making a load proportional Energy increase takes place. This is in contrast to State of the art, at best one for the first pulse prompt second pulse in response to a load change can be generated. Because of the state of the art are not arbitrarily selectable pulse period for this Process also a complex second fence transforma gate circuit and special controls necessary.

Die im Stand der Technik ebenfalls angewandte Regelung der Ladespannung des Speicherkondensators proportional zur erfaßten Last hat gegenüber dem hier beschriebenen Verfah ren den Nachteil, daß die Ausgangsspannung im Leerlauf ent sprechend absinkt, so daß die Schockwirkung beim ersten Puls dementsprechend vermindert ist. Da eine maximale Aus gangsspannung nicht überschritten werden darf, ist diese Art der Regelung darüber hinaus in ihrer Dynamik stark be grenzt, da sonst bei einem Lastwechsel von maximal zu Leer lauf unzulässig hohe Spannungen am Zaun auftreten können. In Anbetracht dessen ist das erfindungsgemäße Verfahren mit einem wesentlich größeren physiologischen Lernreiz für das Tier verbunden, da das Tier bei Zaunberührung unmittel bar einen Abschreckungseffekt erfährt.The regulation also used in the prior art the charging voltage of the storage capacitor proportional to detected load compared to the procedure described here ren the disadvantage that the output voltage ent idle speaking decreases so that the shock effect at the first Pulse is reduced accordingly. Because a maximum out output voltage must not be exceeded, this is The type of regulation is also strongly dynamic limits, otherwise with a load change from maximum to empty unacceptably high voltages can occur on the fence. In view of this, the method according to the invention with a much greater physiological learning stimulus for the animal connected, because the animal immediately when touching the fence bar has a deterrent effect.

Das der Erfindung zu Grunde liegende Konzept bietet ferner den Vorteil einer wirksamen unmittelbaren Begrenzung der Ausgangsspannung, indem die Ausgangsspannung als einzu stellende Größe verwendet wird. Dies entspricht bei rege lungstechnischen Vorgängen einer Ausgangsspannung als Re gelgröße. Bei Erreichen einer vorher bestimmten Spannung wird dabei der steuerbare Schalter abgeschaltet, die Span nung steigt nicht weiter an. Dadurch sind in der Dimensio nierung des magnetischen Kreises wesentlich mehr Freiheiten als im Stand der Technik gegeben. Die Erfindung erlaubt auch eine geregelte Begrenzung des maximalen Stroms im Aus gangskreis. Dadurch ist es möglich, den bei Kurzschluss fließenden Strom mit einer genau definierten Schwelle wirk sam zu begrenzen und damit Gefahren für Mensch und Tier zu vermindern, die beispielsweise bei Berührung des Zauns bei extrem gut leitender Verbindung zu Erde auftreten können. The concept on which the invention is based offers also the advantage of an effective immediate limitation the output voltage by taking the output voltage as one size is used. This corresponds to brisk technical processes of an output voltage as Re gel size. When a predetermined voltage is reached the controllable switch is switched off, the Span voltage does not continue to rise. This means that in the dimensio nation of the magnetic circuit much more freedom than in the prior art. The invention allows also a regulated limitation of the maximum current in the off gang circle. This makes it possible for the short-circuit flowing current with a precisely defined threshold limit and thus dangers to humans and animals reduce, for example, when touching the fence extremely well conductive connection to earth can occur.

Außer einer Regelung mit Rückführung einer Regelgröße aus dem Ausgangskreis ist es auch möglich, die Ausgangse nergie ausschließlich entsprechend einem vorgewählten Im pulsenergieinhalt zu steuern. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schalter S nach Entnahme einer durch Messung der Ladespannung des Ladekondensators bestimmten Energie abge schaltet wird.Except for a regulation with feedback of a controlled variable from the output circuit it is also possible to use the outputs nergy only according to a selected Im control pulse energy content. This is achieved that the switch S after removal of a by measuring the Charging voltage of the charging capacitor certain energy abge is switched.

Darüber hinaus lassen sich mit der vorgeschlagenen Schaltung durch die Verwendung eines analog steuerbaren Schaltgliedes auch frei definierbare Ein- und Ausschalt flanken erzielen. Die Funkentstörung des Gerätes wird damit problemlos möglich, teure und schwer dimensionierbare Fun kentstörkomponenten können entfallen.In addition, the proposed Circuit by using an analog controllable Switching element also freely definable switching on and off achieve flanks. The radio interference suppression of the device is thus easily possible, expensive and difficult to dimension fun Kent interference components can be omitted.

Second embodiment

Im folgenden soll nun eine Schaltung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen, die in einem erfindungsgemäßen Steu ergerät verwendet wird, gemäß einer zweiten Ausführungsform anhand von Fig. 7 erläutert werden.A circuit for generating high-voltage pulses, which is used in a control device according to the invention, according to a second embodiment will now be explained below with reference to FIG. 7.

Das Erzeugen einer Pulsperiode t_G bezüglich der Span nung an einer Ausgangsseite der in dem erfindungsgemäßen Steuergerät verwendeten Schaltung zum Erzeugen von Hoch spannungsimpulsen, wobei die Pulsperiode t_G ein Pulszeitin tervall t_P und einem darauf folgenden Zwischenpulsintervall t_Z hat, geschieht analog zu der Schaltung gemäß der ersten Ausführungsform.The generation of a pulse period t _G with respect to the voltage on an output side of the circuit used in the control device according to the invention for generating high-voltage pulses, the pulse period t _G having a pulse time interval t _P and a subsequent intermediate pulse interval t _Z , is done analogously to the circuit according to the first embodiment.

Das charakteristische Merkmal der zweiten Ausführungs form ist, daß parallel zu dem Stromversorgungskreis, der aus der Stromversorgungsquelle Ub und dem Gleichstromwand ler DC/DC besteht, ein Energierückgewinnungskreis geschal tet ist. Der Energierückgewinnungskreis besteht dabei aus einer Spule L3, die in dem Hochspannungstransformator TR1 beispielsweise als zusätzliche Wicklung einer der Spulen L1 bzw. L2 oder als separate Spule ausgeführt ist, und einer Gleichrichtung D3, wobei diese beiden Elemente mit der Stromversorgungsquelle verbunden sind. Auf diese Weise ist es möglich einen Teil der in dem Hochspannungstransformator TR1 gespeicherten Energie wieder in den Stromversorgungs kreis zurückzuspeisen, wodurch eine Energieeinsparung er reicht wird.The characteristic feature of the second embodiment form is that parallel to the power supply circuit, the from the power supply source Ub and the DC wall DC / DC exists, an energy recovery circuit is formed is. The energy recovery circuit consists of a coil L3, which is in the high voltage transformer TR1 for example as an additional winding of one of the coils L1 or L2 or as a separate coil, and one Rectification D3, these two elements with the Power source are connected. That way it is possible a part of that in the high voltage transformer TR1 stored energy back in the power supply feed back the circuit, thereby saving energy is enough.

Third embodiment

Sollen mehrerer Hochspannungsimpulse parallel erzeugt werden, kann gemäß einer dritten Ausführungs das Steuerge rät eine Vielzahl von Hochspannungstransformatoren TR1, TR2, TR3 aufweisen, aufweisen, deren Primärkreise mit einem gemeinsamen Energiespeicherkondensator C verbunden sind, wobei jeder Primärkreis einen jeweiligen steuerbaren Schalter S1, S2, S3 aufweist. Dabei wird der Energiespeicher kondensator C von dem Gleichspannungswandler DC/DC aufgela den, der wiederum mit der Stromversorgungsquelle Ub verbun den ist.If several high-voltage pulses are to be generated in parallel can, according to a third embodiment, the Steuerge advises a variety of high voltage transformers Have TR1, TR2, TR3, have their primary circuits with a common energy storage capacitor C. are, each primary circuit a respective controllable Has switch S1, S2, S3. The energy storage capacitor C from the DC / DC converter the one that in turn is connected to the power supply source Ub that is.

Safety devices

Neben einem normalen Betrieb eines Elektrozauns, der den Leerlaufzustand und einen kurzzeitig belasteten Zu stand, bei dem ein Tier kurzzeitig den Zaun berührt und aufgrund des dadurch erhaltenen Stromschlag quasi unmittel bar wieder davon zurückweicht, gibt es auch Situationen, bei denen besondere Vorkehrungen zum Schutz des zu hütenden Tieres bzw. bestimmter Komponenten des Steuergeräts getrof fen werden sollten.In addition to the normal operation of an electric fence, the the idle state and a briefly loaded Zu where an animal briefly touches the fence and due to the resulting electric shock bar back away from it, there are also situations where special precautions are taken to protect the animal to be protected Tieres or certain components of the control unit hit should be opened.

Zum Betreiben eines Elektrozauns wird das erfindungsgemä ße Steuergerät derart installiert, daß ein Ausgangsanschluß U_A1 des Transformators TR1, der beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, mit der Erde und der andere Ausgangsan schluß U_A2 mit einem zur Erde isolierten Leiter, d. h. dem eigentlichen Elektrozaun verbunden ist.To operate an electric fence, the control device according to the invention is installed in such a way that an output connection U _{A1 of} the transformer TR1, which is shown for example in FIG. 5, with the earth and the other output connection U _A2 with a conductor insulated from the earth, ie the actual one Electric fence is connected.

Im Falle eines ausgangsseitigen Kurzschlusses, d. h. wenn ein leitender Körper eine Verbindung vom Zaun zur Erde herstellt, fließt in der Sekundärspule L2 des Transforma tors TR1 ein Strom. Dadurch wird auch der Strom in der Pri märspule L1 größer. Zum Schutz des steuerbaren Schalters S ist es deshalb vorteilhaft eine Einrichtung zur Strombe grenzung vorzusehen, die bei Erreichen eines kritischen Ma ximalstroms im Primärkreis bzw. Zwischenkreis den steuerba ren Schalter öffnet. Dadurch wird sowohl der Ausgangsstrom begrenzt, als auch der steuerbare Schalter geschützt.In the event of an output short circuit, i.e. H. when a conductive body connects the fence to earth manufactures, flows in the secondary coil L2 of the Transforma tors TR1 a current. This will also power the Pri coil L1 larger. To protect the controllable switch S it is therefore advantageous a device for Strombe limit to be provided when a critical Ma ximal current in the primary or intermediate circuit the controllable the switch opens. This will both the output current limited, as well as the controllable switch protected.

Berührt ein Tier den unter Spannung stehenden Elektro zaun, so wird nach Durchschlag der isolierenden Hautschicht des Tieres ein niederohmiger Leitungskanal erzeugt der auch bei einer nicht allzu hohen Ausgangsspannung des Elektro zauns einen für das jeweilige Tier nicht unerheblichen Strom erzeugt, der vom Elektrozaun über das Tier zur Erde fließt. Bleibt der Kontakt des Tieres mit dem Zaun über längere Zeit bestehen, weil sich das Tier beispielsweise im Zaun verheddert hat, so steigt aufgrund der lastabhängigen Verlängerung des Pulszeitintervalls die Ausgangsspannung und damit auch der Strom auf physiologisch gefährliche Wer te für das Tier an. Neben der Einrichtung zur Strombegren zung ist es deshalb ferner vorteilhaft, eine intelligente Abschaltungseinrichtung vorzusehen, die nach einer vorbe stimmten Zeit, während der das Tier mit einer kritischen Stromstärke beaufschlagt wird, die Impulsenergie für eine bestimmte Zeit auf minimale Werte reduziert oder ganz abge schaltet wird. Dadurch wird für das unter Schock stehende Tier eine Pause geschaffen, in der es sich wieder erholen und sich von dem Zaun entfernen kann. In dem Fall, daß sich das Tier von dem Zaun befreien konnte, wird der normale Leerlaufbetrieb fortgesetzt, andernfalls wird der Betrieb des Steuergeräts unter Auslösen einer Alarmeinrichtung un terbrochen.An animal touches the live electric fence, so after breaking through the insulating skin layer the animal also creates a low-resistance conduit if the electrical output voltage is not too high fence one not inconsiderable for the respective animal Electricity is generated from the electric fence via the animal to the earth flows. The animal remains in contact with the fence exist for a long time, because the animal is in the Fence got tangled, so increases due to the load-dependent Extension of the pulse time interval the output voltage and with it the flow of physiologically dangerous people for the animal. In addition to the facility to limit electricity it is therefore also advantageous to use an intelligent Shutdown device to provide that after a vorbe agreed time during which the animal had a critical Current is applied, the pulse energy for a certain time reduced to minimum values or completely reduced is switched. This will make for the one in shock Animal created a break in which to recover and can move away from the fence. In the event that freeing the animal from the fence becomes the normal one Idle operation continues, otherwise operation will of the control unit by triggering an alarm device broken.

Offenbart ist ein Steuergerät, insbesondere zum Betrei ben eines Elektrozauns mit einem Energiespei cherkondensator, einem steuerbaren Schalter zum Steuern der Entladezeit des Energiespeicherkondensators und einer Steu erschaltung, die mit dem steuerbaren Schalter verbunden ist. Das Steuergerät weist ferner eine Erfassungseinrich tung, die Informationen über eine elektrische Last an einer Ausgangsseite des Steuergeräts an die Steuerschaltung über trägt, auf. Vorteilhafterweise weist das Steuergerät ferner einen Transformator mit einer Primärspule, die Teil eines Primärkreises ist, und einer Sekundärspule, die Teil eines Sekundärkreises ist, der die Ausgangsseite des Steuergeräts darstellt, auf. Dabei sind neben der Primärspule ebenso der Energiespeicherkondensator und der steuerbare Schalter in dem Primärkreis integriert. Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungeräts wird zuerst eine Pulsperiode bezüg lich der Spannung an einer Ausgangsseite des Elektrozaunge räts mit einem Pulszeitintervall, bei dem der steuerbare Schalter geschlossen ist, und einem darauf folgenden Zwi schenpulsintervall, bei dem der steuerbare Schalter geöff net ist, erzeugt, wobei das Pulszeitintervall derart ge wählt ist, daß nur ein Bruchteil eines Energiespeicherkon densators des Elektrozaungeräts während des Pulszeitinter valls entladen wird. Aufgrund des von der Erfassungsein richtung erfaßten elektrischen Lastzustands an der Aus gangsseite des Elektrozaungeräts wird das Pulszeitintervall entsprechend einer vorher bestimmten, auf optimale Dressur wirkung und minimale Gefährdung optimierten Kennlinie auto matisch angepaßt. A control device is disclosed, in particular for operation ben of an electric fence with an energy feed cherkondensator, a controllable switch for controlling the Discharge time of the energy storage capacitor and a tax circuit connected to the controllable switch is. The control unit also has a detection device tion, the information about an electrical load on a Output side of the control unit to the control circuit carries on. The control unit also advantageously has a transformer with a primary coil that is part of a Is primary circuit, and a secondary coil, which is part of a Secondary circuit is the output side of the control unit represents on. In addition to the primary coil, the Energy storage capacitor and the controllable switch in integrated into the primary circuit. In the process of operating an energizer is first referred to a pulse period Lich the voltage on an output side of the electric tongue with a pulse time interval at which the controllable Switch is closed, and a subsequent intermediate pulse interval at which the controllable switch opens net is generated, the pulse time interval ge is chosen that only a fraction of an energy storage con the energizer during the pulse time interval valls is discharged. Because of the registration direction detected electrical load state at the off The pulse time interval becomes the aisle side of the energizer according to a predetermined, optimal dressage effect and minimal hazard optimized characteristic curve auto matically adjusted.

Reference list

A1, A2, A3 Anfangszeitpunkte: Schalter wird geschlossen
C Energiespeicherkondensator
CA Zaunkapazität
D1 Freilaufdiode
D2 Gleichrichtung
D3 Gleichrichtung
DC/DC Gleichspannungswandler
E1, E2, E3 Endzeitpunkte: Schalter wird geöffnet
L1 Primärspule
L2 Sekundärspule
S steuerbarer Schalter
ST Steuerlogik
TR1 Transformator
TRi Vielzahl von Transformatoren
t_G A1, A2, A3 start times: switch is closed
C energy storage capacitor
CA fence capacity
D1 freewheeling diode
D2 rectification
D3 rectification
DC / DC to DC converter
E1, E2, E3 end times: switch is opened
L1 primary coil
L2 secondary coil
S controllable switch
ST control logic
TR1 transformer
TRi variety of transformers
t _G

Pulsperiode
t_P Pulse period
t _P

Pulszeitintervall
t_Z Pulse time interval
t _Z

Zwischenpulsintervall
U_amin Interpulse interval
U _amine

minimale Ausgangsspannung
U_A minimum output voltage
U _A

Ausgangsspannung
UA1, UA2 ausgangsseitige Spannungsabgriffspunkte
U_b Output voltage
UA1, UA2 voltage tapping points on the output side
U _b

niedrige Gleichspannung, Batteriespannung
U_CZ low DC voltage, battery voltage
U _CZ

Zwischenkreisspannung
C_C DC link voltage
C _C

Spannung am Kondensator
U_Ca Voltage on the capacitor
U _Approx

, U_Cb , U _Cb

, U_Cc , U _Cc

Spannung am Kondensator nach Entladung
V1 Freilaufdiode
Z_L Voltage on the capacitor after discharge
V1 freewheeling diode
Z _L

ausgangsseitige Last
output side load

Claims

1. A method of operating an energizer comprising the steps of:
Generating a pulse period (t _G ) with respect to the voltage on an output side of the energizer with a pulse time interval (t _P ) and a subsequent intermediate pulse interval (t _Z ), the pulse time interval (t _P ) being selected such that only a fraction of an energy store capacitor (C) of the energizer is discharged during the pulse time interval (t _P );
Detecting an electrical load state on the output side of the energizer;
Setting the pulse time interval (t _P ) based on the detected load.

2. The method according to claim 1, characterized in that the step of detecting the load state and the step of setting the pulse time interval (t _P ) takes place in a closed control loop without dead time.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized by a further step:
Compensate the amount of charge removed from the energy storage capacitor (C) by means of a DC converter (DC / DC).

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step of adjusting the pulse time interval (t _P ) is additionally carried out on the basis of a predetermined minimum output voltage (U _amine ) of the electro-fence device, the pulse time interval (t _P ) from the time required to reach this output voltage.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized by a further step:
Providing rectification (D2) on the output side of the electric fence.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the idle, ie with an infinite load on the output side, the pulse period (t _G ) is approximately 1 second and the pulse time interval (t _P ) is approximately 20 to 1000 µ-seconds.

7. Control device, in particular for operating an electric fence, with:
an energy storage capacitor (C);
a controllable switch (S) for controlling the discharge time t _{P of} the energy storage capacitor (C);
a control circuit (ST) connected to the controllable switch (S);
a detection device that transmits information about an electrical load on an output side of the control device to the control circuit, characterized in that
that the control circuit controls the controllable switch (S) such that the discharge time (t _P ) is adapted to the detected load.

8. Control device according to claim 7, characterized in that the control device further comprises:
a high voltage transformer (TR1) with a primary coil (L1), which is part of a primary circuit, and a secondary coil (L2), which is part of a secondary circuit, which is the output side of the control unit,
whereby in addition to the primary coil (L1) also the energy storage capacitor (C) and the controllable switch are integrated in the primary circuit.

9. Control device according to claim 8, characterized in that the control device has a power supply circuit for charging the energy storage capacitor (C), the power supply circuit having a voltage source (U _b ) and a direct voltage converter (DC / DC).

10. Control device according to claim 9, characterized in that a freewheeling diode D1 is connected in parallel with the coil L1 which is when the magnetic energy content is reduced Coil L1 the occurrence of uncontrolled voltage peaks prevented and an extensive delivery of the stored Energy allowed to the secondary circuit.

11. Control device according to claim 9, characterized in that that near the coil (L1) to another coil (L3) is ordered by which part of the magnetic energy content of the high voltage transformer (TR1) back in the power supply circuit is traceable.

12. Control device according to one of the preceding claims 7 to 11, characterized in that a rectification (D2) is provided on the output side of the control unit.

13. Control device according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that the control device a Has a variety of high voltage transformers, the Primary circuits connected in parallel and with the energy storage Cher capacitor (C) are connected, each primary circuit has a respective controllable switch.

14. Control device according to one of the preceding claims 7 to 13, characterized in that the controllable switch is an IGBT.

15. Control device according to one of the preceding claims 7 to 13, characterized in that the energy storage con capacitor (C) is a film or electrolytic capacitor.

16. Control device according to one of the preceding claims 7 to 15, characterized in that the control circuit controls the controllable switch (S) in such a way that a pulse period (t _G ) is generated within the plurality of pulse time intervals (t _P ) at a distance from 50 to 10000 µ seconds follow.

17. Control device according to one of claims 1 to 16, characterized characterized in that the maximum pulse duration is adjustable is.

18. Control device according to one of claims 1 to 17, characterized characterized in that the maximum pulse energy adjustable is.

19. Control device according to one of claims 1 to 18, characterized characterized in that from an adjustable number of pulses certain maximum energy temporarily or completely switched off or temporarily or completely to low despite the load still existing in the secondary circuit re pulse energy is switched.