EP0735804B1 - Electrificateur de clÔture - Google Patents

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EP0735804B1
EP0735804B1 EP96400374A EP96400374A EP0735804B1 EP 0735804 B1 EP0735804 B1 EP 0735804B1 EP 96400374 A EP96400374 A EP 96400374A EP 96400374 A EP96400374 A EP 96400374A EP 0735804 B1 EP0735804 B1 EP 0735804B1
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terminal
resistor
diode
thyristor
circuit
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Valéry Hamm
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05C—ELECTRIC CIRCUITS OR APPARATUS SPECIALLY DESIGNED FOR USE IN EQUIPMENT FOR KILLING, STUNNING, OR GUIDING LIVING BEINGS
    • H05C1/00—Circuits or apparatus for generating electric shock effects
    • H05C1/04—Circuits or apparatus for generating electric shock effects providing pulse voltages

Definitions

  • the present invention relates to energizers of fence supplied from an alternative network of distribution of electrical energy and intended to keep animals or to protect places against intrusions by animals or people.
  • the devices offered on the market include general a diode voltage doubler charging a storage capacitor. This capacitor discharges, with a period of about 1.2 s, in the primary of a transformer, thanks to the conduction of one or several thyristors.
  • French patent 2,553,972 describes such a device.
  • the conduction of the or thyristors by applying a pulse of trigger trigger usually occurs with a random phase with respect to the voltage alternative of the network supplying the energizer, this which has a drawback.
  • An object of the present invention is to provide a assembly which avoids transmission to the network of this parasitic pulse without using a circuit filtering.
  • the subject of the invention is a fence energizer. powered by an alternative network between a first terminal and a second terminal, supplying a capacitor storage through a doubler of tension including, in series from the first terminal, a capacitor, a first resistor, a first diode and a second resistor, and, in parallel between the second terminal and the point common to the first resistor and at the first diode a second diode, the storage capacitor being able be brutally discharged, in the primary of a transformer whose secondary feeds said fence, by means of a thyristor whose trigger is controlled by a trip circuit, characterized in that the trigger circuit includes a input connected to the common point at the first resistance and at the two diodes, and in that the conduction thyristor is triggered when the first terminal is in the vicinity of its most negative potential by compared to that of the second terminal, so as not to disrupt the network by a spurious signal.
  • Figure 1 shows an embodiment of a fence energizer according to the state of the art.
  • Figure 2 shows a second embodiment fence energizer according to the state of the art.
  • Figure 3 shows the supply voltage of the energizer, disturbed by the impulse of discharge in the case of Figures 1 and 2.
  • Figure 4 shows schematically an energizer fence according to the invention.
  • Figure 5 shows schematically a partial view of another embodiment of the invention.
  • FIG. 6 presents a detailed view of a mode of preferential embodiment of the invention.
  • Figure 7 shows a detailed view of another mode of preferred embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows the electrical diagram of a Current type fence energizer, powered by an alternative network.
  • AC voltage power is applied to input terminals 1 and 2 of the assembly.
  • diode 3 is conductive.
  • a current flows through the diode 3, the resistor 4 and capacitor 5 by charging it to the peak value of the AC supply voltage with the polarity shown in figure 1.
  • diode 6 is conductive.
  • Part of the charge of the capacitor 5 is transferred to the storage capacitor 7 through resistor 4, diode 6 and resistor 8.
  • the process continues until capacitor 7 either charged, with the polarity indicated in figure 1, under a voltage equal to twice the peak value of the AC supply voltage.
  • a thyristor principal 9 when it enters conduction, discharge suddenly the capacitor 7 through the primary of a transformer 10.
  • the trip circuit generating the trigger pulse in a known manner, with a period of approximately 1.2 s, includes a diac 11, a resistor 12, another resistor 13, a capacitor 14. This tripping circuit has the disadvantage of randomly generate a trigger pulse with respect to the phase of the alternating voltage applied between terminals 1 and 2.
  • the energizer manufacturer must then widely dimension resistors 4 and 8 so let them dissipate the power due to this current.
  • the impulse current flowing through the capacitor 5, the resistor 4, diode 6, resistor 8 crosses also the power supply network connected to terminals 1 and 2 which generally leads to a level of electromagnetic disturbances above the level limit imposed by standards.
  • the manufacturer must then install a very expensive filter to comply with these standards.
  • Figure 2 shows the electrical diagram of a fence energizer with a circuit protection against accelerated cadences.
  • This protection circuit described in the French patent 2,553,972 includes with respect to the current circuit of the figure 1 several additional elements, one thyristor 15, a diode 16, a diac 17, a resistor 18, a resistor 19 and a capacitor 20.
  • the two thyristors 9 and 15 are conductive. It is necessary so that when the thyristor trigger pulse main 9 arrives, capacity 20 is charged to a sufficient level for ignition of thyristor 15 to occur happen simultaneously. This condition ensures that priming close to the main thyristor 9 does not lead to the creation of pulses at the output of the transformer 10 at a high rate incompatible with security.
  • the circuit of Figure 2 has drawbacks similar to those encountered with the circuit of figure 1 since the pulse arriving on the trigger of the main thyristor is also random with respect to the voltage phase alternative applied between terminals 1 and 2.
  • the figure 3 gives the appearance of alternating voltage applied between terminals 1 and 2 and shows the disturbance 21 existing when the impulse of trigger of main thyristor 9 arrives at the time of maximum of positive alternation.
  • the invention proposes to eliminate the two disadvantages of the circuits of FIGS. 1 and 2 by fixing appropriately the phase of the pulse of trigger in relation to the applied alternating voltage between terminals 1 and 2.
  • the trigger 22 of the main thyristor 9 receives from trigger circuit 23, via a output 24, a conduction pulse from the main thyristor 9, with a period of about 1.2 s.
  • the operating energy of the circuit trigger 23 is taken from the capacitor storage 7 through transformer 10 by via two inputs 25 and 26.
  • the voltage at common point between resistor 4, diode 3 and diode 6 is applied to an input 27 of the circuit trigger 23.
  • the latter uses the voltage on its input 27 to impose the appearance of a pulse of conduction of the main thyristor 9, on its exit 24 at a time close to the time when the negative alternation of the voltage applied between the terminals 1 and 2 reaches its minimum, i.e. at a instant close to the instant when terminal 1 reaches its most negative potential compared to terminal 2.
  • FIG 6 we find the diagram of a energizer with a detailed view of a preferential implementation of the trigger circuit 23 of the main thyristor 9.
  • This main thyristor 9 can be connected directly to transformer 10, as in figure 1 or through a thyristor additional 15 as in Figure 2 without the operation of the invention is not changed. Thanks at inputs 25 and 26 of trigger circuit 23 on capacitor 14 charges through resistor 13 in taking energy from the storage capacitor 7 through transformer 10. As long as the voltage across capacitor 14 is less than the threshold voltage of diac 11 the charge of the capacitor 14 continues since no current can flow in the diac 11, the resistor 12, and the pnp transistor 28.
  • a main thyristor 9 trigger pulse may appear on exit 24 towards the trigger 22, provided that transistor 28, of the type pnp, be conductive, so that a current crosses its based.
  • the current which crosses this junction is fixed by resistance 29 which is subjected to the voltage across the capacitor 14 minus the sum of the voltage across the base / emitter junction of transistor 28, voltage across the Zener diode 30 and the aux voltage diode 31 terminals.
  • the choice of the Zener 30 diode forces the transistor 28 to turn on only around a time corresponding to the maximum negative of negative alternation of voltage applied between terminals 1 and 2.
  • Diode 31 protects transistor 28 during the positive half-waves of the voltage applied between terminals 1 and 2.
  • FIG. 7 we partially find the diagram of an energizer with a detailed view of another preferred embodiment of the circuit.
  • Point of energy draw is the only difference existing between the circuit of figure 6 and the circuit of figure 7.
  • the energy is taken on terminal 1 through a diode 32 thanks to the input 25 of the trigger circuit 23.
  • the capacitor 14 cannot charge and see the voltage at its limits increase only during the alternations positive of the voltage applied between terminals 1 and 2.
  • the temporal stability of the trigger is then better than in the case of FIG. 6 since the voltage across capacitor 14 cannot evolve during negative alternations of voltage applied between terminals 1 and 2.

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Description

La présente invention concerne les électrificateurs de clôture alimentés à partir d'un réseau alternatif de distribution d'énergie électrique et destinés à garder des animaux ou à protéger des lieux contre les intrusions d'animaux ou de personnes.
Les dispositifs proposés sur la marché comprennent en général un doubleur de tension à diode chargeant un condensateur de stockage. Ce condensateur se décharge, avec une période d'environ 1,2 s, dans le primaire d'un transformateur, grâce à la mise en conduction d'un ou plusieurs thyristors. Le brevet français 2 553 972 décrit un tel dispositif. La mise en conduction du ou des thyristors par application d'une impulsion de déclenchement sur la gâchette se produit en général avec une phase aléatoire par rapport à la tension alternative du réseau alimentant l'électrificateur, ce qui présente un inconvénient.
En effet, lorsque la mise en conduction du thyristor intervient pendant l'alternance positive de l'alimentation, la diode du doubleur de tension est en conduction et l'impulsion de décharge du condensateur est transmise au réseau qui la reçoit comme une impulsion parasite.
Un but de la présente invention est de proposer un montage qui évite la transmission au réseau de cette impulsion parasite sans avoir recours à un circuit de filtrage.
L'invention a pour objet un électrificateur de clôture alimenté par un réseau alternatif entre une première borne et une deuxième borne, alimentant un condensateur de stockage par l'intermédiaire d'un doubleur de tension comprenant, en série à partir de la première borne, un condensateur, une première résistance, une première diode et une deuxième résistance, et, en parallèle entre la deuxième borne et le point commun à la première résistance et à la première diode, une deuxième diode, le condensateur de stockage pouvant être brutalement déchargé, dans le primaire d'un transformateur dont le secondaire alimente ladite clôture, au moyen d'un thyristor dont la gâchette est commandée par un circuit de déclenchement, caractérisé en ce que le circuit de déclenchement comporte une entrée reliée au point commun à la première résistance et aux deux diodes, et en ce que la mise en conduction du thyristor est déclenchée lorsque la première borne est au voisinage de son potentiel le plus négatif par rapport à celui de la deuxième borne, de façon à ne pas perturber le réseau par un signal parasite.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
  • le circuit de déclenchement du thyristor comporte un transistor dont le collecteur est relié à la gâchette du thyristor, dont l'émetteur est relié au point milieu d'un circuit à résistance et capacité, et dont la base est reliée à ladite entrée, et en ce que ledit transistor est rendu conducteur lorsque la première borne est au voisinage de son potentiel le plus négatif par rapport à celui de la deuxième borne ;
  • la gâchette du thyristor est reliée au collecteur du transistor par l'intermédiaire d'un diac et d'une résistance ;
  • la base du transistor est reliée à ladite entrée du circuit de déclenchement par l'intermédiaire d'une résistance d'une diode Zener et d'une diode ;
  • le circuit à résistance et capacité est monté entre la première borne et la deuxième borne ;
  • entre la première borne et la résistance est prévue une diode pour assurer la charge de la capacité pendant les alternances positives de l'alimentation ;
  • le circuit à résistance et capacité est monté entre le primaire du transformateur et la deuxième borne.
La figure 1 présente un mode de réalisation d'un électrificateur de clôture suivant l'état de l'art.
La figure 2 présente un deuxième mode de réalisation d'électrificateur de clôture suivant l'état de l'art.
La figure 3 représente la tension d'alimentation de l'électrificateur, perturbée par l'impulsion de décharge dans le cas des figures 1 et 2.
La figure 4 présente schématiquement un électrificateur de clôture selon l'invention.
La figure 5 présente schématiquement une vue partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 6 présente une vue détaillée d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention.
La figure 7 présente une vue détaillée d'un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention.
La figure 1 présente le schéma électrique d'un électrificateur de clôture de type courant, alimenté par un réseau alternatif. La tension alternative d'alimentation est appliquée aux bornes d'entrée 1 et 2 du montage. Pendant l'alternance dite "négative", c'est-à-dire lorsque le potentiel de la borne 1 est inférieur au potentiel de la borne 2, la diode 3 est conductrice. Un courant traverse la diode 3, la résistance 4 et le condensateur 5 en le chargeant à la valeur crête de la tension alternative d'alimentation avec la polarité indiquée sur la figure 1. Pendant l'alternance dite "positive", c'est-à-dire lorsque le potentiel de la borne 1 est supérieur au potentiel de la borne 2, la diode 3 est bloquée, la diode 6 est conductrice. Une partie de la charge du condensateur 5 est transférée au condensateur de stockage 7 à travers la résistance 4, la diode 6 et la résistance 8. Le processus se poursuit jusqu'à ce que le condensateur 7 soit chargé, avec la polarité indiquée sur la figure 1, sous une tension égale au double de la valeur crête de la tension alternative d'alimentation. Un thyristor principal 9, lorsqu'il entre en conduction, décharge brutalement le condensateur 7 à travers le primaire d'un transformateur 10. Le circuit de déclenchement générant l'impulsion de gâchette, de façon connue, avec une période d'environ 1,2 s, comprend un diac 11, une résistance 12, une autre résistance 13, un condensateur 14. Ce circuit de déclenchement a comme inconvénient de générer une impulsion de gâchette de façon aléatoire par rapport à la phase de la tension alternative appliquée entre les bornes 1 et 2.
Si cette impulsion arrive pendant l'alternance dite "positive", et en particulier à un instant proche de l'instant où la tension "positive" est maximale, un courant impulsionnel va traverser le condensateur 5 la résistance 4 la diode 6 et la résistance 8. La tension aux bornes du condensateur 7 s'annule rapidement lorsque le thyristor principal 9 devient conducteur. La tension au point commun entre le condensateur 5 et la résistance 4 est égale à la somme de la tension entre les bornes 1 et 2 et de la tension aux bornes du condensateur 5 soit à cet instant le double de la tension crête du réseau alternatif d'alimentation. Comme la tension aux bornes de 7 est nulle, l'ensemble résistance 4, diode 6, résistance 8 est donc soumis à une tension égale au double de la tension crête du réseau alternatif, donc à un courant impulsionnel de valeur élevé. Le fabricant d'électrificateur doit alors dimensionner largement les résistances 4 et 8 afin qu'elles dissipent la puissance due à ce courant. Le courant impulsionnel qui traverse le condensateur 5, la résistance 4, la diode 6, la résistance 8 traverse aussi le réseau d'alimentation relié aux bornes 1 et 2 ce qui conduit généralement à un niveau de perturbations électromagnétiques supérieur au niveau limite imposé par les normes. Le fabricant doit alors installer un filtre très coûteux pour respecter ces normes.
La figure 2 présente le schéma électrique d'un électrificateur de clôture doté d'un circuit de protection contre les accélérations de cadences. Ce circuit de protection, décrit dans le brevet français 2 553 972 comprend par rapport au circuit courant de la figure 1 plusieurs éléments supplémentaires, un thyristor 15, une diode 16, un diac 17, une résistance 18, une résistance 19 et un condensateur 20. Pour pouvoir décharger le condensateur 7 il faut que les deux thyristors 9 et 15 soient conducteurs. Il faut donc que lorsque l'impulsion de gâchette du thyristor principal 9 arrive, la capacité 20 soit chargée à un niveau suffisant pour que l'amorçage du thyristor 15 se produise simultanément. Cette condition assure que des amorçages rapprochés du thyristor principal 9 ne conduisent pas à la création d'impulsions en sortie du transformateur 10 à une cadence élevée incompatible avec la sécurité.
En fonctionnement normal, le circuit de la figure 2 présente des inconvénients similaires à ceux rencontrés avec le circuit de la figure 1 puisque l'impulsion arrivant sur la gâchette du thyristor principal est aussi aléatoire par rapport à la phase de la tension alternative appliquée entre les bornes 1 et 2. La figure 3 donne l'allure de la tension alternative appliquée entre les bornes 1 et 2 et montre la perturbation 21 existant lorsque l'impulsion de gâchette du thyristor principal 9 arrive au moment du maximum de l'alternance positive.
L'invention se propose d'éliminer les deux inconvénients des circuits des figures 1 et 2 en fixant de manière appropriée la phase de l'impulsion de gâchette par rapport à la tension alternative appliquée entre les bornes 1 et 2.
Sur la figure 4 on retrouve la structure d'un électrificateur de type courant, comprenant des bornes d'entrée 1 et 2, un doubleur de tension 3, 4, 5, 6, 8, un condensateur de stockage 7, un transformateur de sortie 10 et un thyristor principal 9.
La gâchette 22 du thyristor principal 9 reçoit d'un circuit de déclenchement 23, par l'intermédiaire d'une sortie 24, une impulsion de mise en conduction du thyristor principal 9, avec une période d'environ 1,2 s. L'énergie de fonctionnement du circuit de déclenchement 23 est prélevée sur le condensateur de stockage 7 à travers le transformateur 10 par l'intermédiaire de deux entrées 25 et 26. La tension au point commun entre la résistance 4, la diode 3 et la diode 6 est appliquée sur une entrée 27 du circuit de déclenchement 23. Ce dernier utilise la tension sur son entrée 27 pour imposer l'apparition d'une impulsion de mise en conduction du thyristor principal 9, sur sa sortie 24 à un instant proche de l'instant où l'alternance négative de la tension appliquée entre les bornes 1 et 2 atteint son minimum, c'est-à-dire à un instant proche de l'instant où la borne 1 atteint son potentiel le plus négatif par rapport à la borne 2.
Dans ce cas, à l'instant de déclenchement du thyristor principal 9 la somme de la tension entre les bornes 1 et 2 et de la tension aux bornes du condensateur 5 est nulle. Comme la tension aux bornes du condensateur de stockage est nulle, l'ensemble résistance 4, diode 6, résistance 8 est soumis à une tension nulle. Il n'y a plus de puissance dissipée dans les résistances 4 et 8 et la perturbation 21 disparaít puisqu'il n'y a plus de courant impulsionnel.
Sur la figure 5 on retrouve partiellement la structure d'un électrificateur de type courant. Le circuit de déclenchement 23, du thyristor principal 9, prélève dans ce cas son énergie de fonctionnement directement sur les entrées 1 et 2 de l'électrificateur par l'intermédiaire de deux entrées 25 et 26.
Sur la figure 6 on trouve le schéma d'un électrificateur avec une vue détaillée d'un mode de réalisation préférentiel du circuit de déclenchement 23 du thyristor principal 9. Ce thyristor principal 9 peut être connecté directement au transformateur 10, comme sur la figure 1 ou à travers un thyristor supplémentaire 15 comme sur la figure 2 sans que le fonctionnement de l'invention ne soit modifié. Grâce aux entrées 25 et 26 du circuit de déclenchement 23 le condensateur 14 se charge à travers la résistance 13 en prélevant de l'énergie sur le condensateur de stockage 7 à travers le transformateur 10. Tant que la tension aux bornes du condensateur 14 est inférieure à la tension de seuil du diac 11 la charge du condensateur 14 se poursuit puisqu'aucun courant ne peut circuler dans le diac 11, la résistance 12, et le transistor pnp 28. Lorsque la tension aux bornes de 14 atteint et dépasse le seuil du diac 11, au bout d'environ 1,2 s, une impulsion de déclenchement du thyristor principal 9 peut apparaítre, sur la sortie 24 en direction de la gâchette 22, à condition que le transistor 28, de type pnp, soit conducteur, donc qu'un courant traverse sa base. Lorsque la tension au point commun à la résistance 4, à la diode 3 et à la diode 6 est proche de zéro, c'est-à-dire lorsque l'alternance négative de la tension appliquée entre les bornes 1 et 2 est proche de son maximum négatif, la jonction base/émetteur du transistor pnp 28 est conductrice. Le courant qui traverse cette jonction est fixé par la résistance 29 qui est soumise à la tension aux bornes du condensateur 14 diminuée de la somme de la tension aux bornes de la jonction base/émetteur du transistor 28, de la tension aux bornes de la diode Zener 30 et de la tension aux bornes de la diode 31. Le choix de la diode Zener 30 impose la mise en conduction du transistor 28 uniquement autour d'un instant correspondant au maximum négatif de l'alternance négative de la tension appliquée entre les bornes 1 et 2. La diode 31 protège le transistor 28 pendant les alternances positives de la tension appliquée entre les bornes 1 et 2.
Sur la figure 7 on retrouve partiellement le schéma d'un électrificateur avec une vue détaillée d'un autre mode de réalisation préférentiel du circuit. Le point de prélèvement de l'énergie est la seule différence existant entre le circuit de la figure 6 et le circuit de la figure 7. Dans la figure 7 l'énergie est prélevée sur la borne 1 à travers une diode 32 grâce à l'entrée 25 du circuit de déclenchement 23. Dans ce cas, le condensateur 14 ne peut se charger et voir la tension à ses bornes augmenter que pendant les alternances positives de la tension appliquée entre les bornes 1 et 2. La stabilité temporelle du déclenchement est alors meilleure que dans le cas de la figure 6 puisque la tension aux bornes du condensateur 14 ne peut pas évoluer pendant les alternances négatives de la tension appliquée entre les bornes 1 et 2.

Claims (7)

  1. Electrificateur de clôture alimenté par un réseau alternatif entre une première borne (1) et une deuxième borne (2), alimentant un condensateur de stockage (7) par l'intermédiaire d'un doubleur de tension comprenant, en série à partir de la première borne (1), un condensateur (5), une première résistance (4), une première diode (6) et une deuxième résistance (8), et, en parallèle entre la deuxième borne (2) et le point commun à la première résistance (4) et à la première diode (6), une deuxième diode (3), le condensateur de stockage (7) pouvant être brutalement déchargé, dans le primaire d'un transformateur (10) dont le secondaire alimente ladite clôture, au moyen d'un thyristor (9) dont la gâchette est commandée par un circuit de déclenchement (23), caractérisé en ce que le circuit de déclenchement (23) comporte une entrée (27) reliée au point commun à la première résistance (4) et aux deux diodes (3, 6), et en ce que la mise en conduction du thyristor (9) est déclenchée lorsque la première borne (1) est au voisinage de son potentiel le plus négatif par rapport à celui de la deuxième borne (2), de façon à ne pas perturber le réseau par un signal parasite.
  2. Electrificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de déclenchement (23) du thyristor (9) comporte un transistor (28) dont le collecteur est relié à la gâchette du thyristor (9), dont l'émetteur est relié au point milieu d'un circuit à résistance (13) et capacité (14), et dont la base est reliée à ladite entrée (27), et en ce que ledit transistor (28) est rendu conducteur lorsque la première borne (1) est au voisinage de son potentiel le plus négatif par rapport à celui de la deuxième borne (2).
  3. Electrificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gâchette du thyristor (9) est reliée au collecteur du transistor (28) par l'intermédiaire d'un diac (11) et d'une résistance (12).
  4. Electrificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base du transistor (28) est reliée à ladite entrée (27) du circuit de déclenchement (23) par l'intermédiaire d'une résistance (29) d'une diode Zener (30) et d'une diode (31).
  5. Electrificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit à résistance (13) et capacité (14) est monté entre la première borne (1) et la deuxième borne (2).
  6. Electrificateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'entre la première borne (1) et la résistance (13) est prévue une diode (32) pour assurer la charge de la capacité (14) pendant les alternances positives de l'alimentation.
  7. Electrificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit à résistance (13) et capacité (14) est monté entre le primaire du transformateur (10) et la deuxième borne (2).
EP96400374A 1995-03-31 1996-02-23 Electrificateur de clÔture Expired - Lifetime EP0735804B1 (fr)

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