EP1662846A1 - Weidezaungerät - Google Patents

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EP1662846A1
EP1662846A1 EP05025020A EP05025020A EP1662846A1 EP 1662846 A1 EP1662846 A1 EP 1662846A1 EP 05025020 A EP05025020 A EP 05025020A EP 05025020 A EP05025020 A EP 05025020A EP 1662846 A1 EP1662846 A1 EP 1662846A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
storage capacitor
switching element
capacitor
pasture
charging
Prior art date
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Granted
Application number
EP05025020A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1662846B1 (de
Inventor
Wolfgang Dr. Fehse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ako-Agrartechnik & Co KG GmbH
Original Assignee
Ako-Agrartechnik & Co KG GmbH
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Publication date
Application filed by Ako-Agrartechnik & Co KG GmbH filed Critical Ako-Agrartechnik & Co KG GmbH
Publication of EP1662846A1 publication Critical patent/EP1662846A1/de
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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 invention relates to a pasture fence device according to the preamble of claim 1.
  • Electric fence devices or energizers are used to keep animals in a fenced area.
  • high-voltage impulses are fed into corresponding pasture fences by electric fencers, which cause a Wegockock in a fence touch by an animal and thus deter the fenced animals.
  • the pasture energizer comprises a plurality of storage capacitors, which are arranged in parallel current paths for charging and respectively in series with the primary side of the transformer.
  • a thyristor By appropriate thyristors, an individual discharge of each storage capacitor across the primary side of the transformer to produce a pulse on the secondary side without changing the state of the other capacitors is effected.
  • US Pat. No. 4,859,868 discloses a pasture fence in which different storage capacitors can be discharged via different windings of a transformer. This circuit enables various levels of pulse energy, but is very expensive, especially with regard to the transformer.
  • EP 304 045 describes a complicated design in which two complete pulse generators are provided.
  • the object of the invention is to propose, based on the above-described prior art, a pasture fence device which, with improved regulation of the pulse energy, always ensures a sufficiently high output voltage for triggering a suspension shock.
  • a fencing device therefore comprises a first capacitor which can be discharged by means of a switching element via the primary winding of a transformer in order to generate a high-voltage pulse, and a second capacitor for increasing the pulse energy.
  • such a fencing device is characterized in that a second switching element is provided for controlling the charging of the second capacitor and that the common discharge of both capacitors is controlled via the first switching element.
  • the inventive arrangement is the charging of C2 controllable.
  • C2 can be switched to C1, thus increasing the output energy of the device.
  • This principle can be further improved by providing at least one further storage capacitor.
  • the use of at least one further storage capacitor allows adjustment of the output energy of the device depending on the capacity of the storage capacitors used in the respective operating state.
  • each storage capacitor is advantageously assigned a switching element for controlling the charging process.
  • the charging process of one or a group of additional, additional storage capacitors can be controlled as needed, in particular as a function of the load.
  • each storage capacitor is assigned a separate switching element, so that the desired output energy of the device can be provided by driving the corresponding switching elements by adding the charging energy of the storage capacitors by means of separate, associated switching elements.
  • the invention makes use of the knowledge that the fence voltage does not have to hold the maximum value over the entire duration of a high-voltage pulse, but that a high output voltage is briefly required to ignite the discharge causing a hatch shock, while the remaining pulse energy, even at lower voltage, is completely discharged via the corresponding fence load, eg an animal to be hanged becomes.
  • a reliable ignition of the pulse discharge is ensured by the high charging voltage of the first capacitor, while the energy of the output pulse and thus the strength of Wegeschocks can be regulated by the second capacitor and / or by at least one further capacitor load-dependent.
  • the second capacitor and / or at least one further storage capacitor can be arranged in an advantageous embodiment on the same primary winding of the transformer dischargeable, as the first capacitor.
  • the first and the second storage capacitor and / or at least one further storage capacitor are arranged in parallel in the primary circuit of the transformer.
  • a simultaneous discharge via a common switching element of the first storage capacitor, the second storage capacitor and / or at least one further storage capacitor allows, including in a particular embodiment, one or more diodes in parallel with the second switching element and / or at least one further switching element for at least one further storage capacitor is switched. These diodes block the charging current of the second capacitor or of the at least one further capacitor in the locked state of the corresponding switching elements, so that the charging process is controlled by this or these switching elements.
  • the discharge of the second and / or at least one further capacitor is possible via the diode or the diodes even when the switching element is blocked or when the switching elements are blocked, so that only the first switching element has to be switched for the common discharging process of the capacitors.
  • the first switching element is arranged so that the first capacitor is discharged after closing this switching element via the primary winding of the transformer.
  • the second storage capacitor and / or at least one further storage capacitor are arranged in a particular embodiment of the invention in this case via additional switching elements parallel to the first storage capacitor. As soon as the voltage at the first storage capacitor drops below the charging voltage of a second and / or at least one further storage capacitor after closing of the first switching element, these switching elements switch on and the first and the second storage capacitor discharge in parallel across the primary winding of the output transformer and the common one switching element.
  • the second storage capacitor and / or at least one further storage capacitor has a larger capacity than the first storage capacitor, so that a larger range of the pulse energy can be controlled.
  • the arrangement of the second and / or at least one further switching element offers the advantage of being able to charge the second and / or at least one further storage capacitor separately from the first storage capacitor by the ground connection of the second storage capacitor and / or at least one further storage capacitor is connected through the associated switching elements or either to the ground of the circuit or separated from the ground.
  • a control unit which can operate the first and the second switching element and optionally at least one further switching element for at least one further storage capacitor separately. This makes it possible to first charge the first storage capacitor to maximum voltage and then by operating the second switching element, the second storage capacitor and / or by pressing one or more further switching elements one or more further storage capacitors to a value to be charged between zero and the voltage at first storage capacitor is located.
  • the charging voltage of the second capacitor and / or one or more further storage capacitors is controlled load-dependent, while the first capacitor is always charged to maximum voltage.
  • a high-voltage sensor is preferably provided, which the load applied to the pasture fence, i. measuring the impedance to earth.
  • the control unit can then control the charging voltage of the second capacitor and / or one or more further storage capacitors depending on the size of this load, depending on this fence load.
  • This embodiment makes it possible additively compose the desired load-dependent output energy of the device by combining the energy storable in individual capacitors.
  • the timing of the connection of the individual capacitors and their charging process, the time profile of the output voltage of the device can be flexibly adjusted in a wide range.
  • all provided for the generation of the desired output energy capacitors are always fully charged by connecting the discharge process.
  • the common discharge can be passed together by switching the discharge process by a single switching element in the primary coil of the transformer as in the prescribed embodiment.
  • This embodiment enables the composition of the output energy quasi in energy quanta, with a single quantum given by the storage capacity of the respective individual capacitors.
  • the reserve energy required after the ignition process can be provided and retrieved in small units at high voltage. It is possible, for example, to generate load-dependent high, almost constant voltage with simultaneously low power consumption.
  • a power supply is controlled by a controller.
  • the controller can be set or programmed via external inputs.
  • the power supply via a voltage converter, i. a DC / DC converter or an AC / DC converter, the charging voltage for two storage capacitors C1 and C2.
  • a voltage converter i. a DC / DC converter or an AC / DC converter
  • a thyristor THY1 is arranged, which can be ignited via the controller.
  • L1 and C3 are pulse shaping elements which are used in a known manner to suppress high-frequency components in the output-side pulse.
  • the charged storage capacitor C1 Upon ignition of the thyristor THY1, the charged storage capacitor C1 is discharged via the transformer TR1, whereby an output-side high-voltage pulse at the Secondary winding results, which is delivered to the fence Z.
  • the high voltage circuit is closed by a fence touch by the corresponding animal over the ground (GND).
  • a high-voltage sensor detects the fence load or the impedance to earth. In the case of a voltage sensor as in this case, the maximum voltage is detected, which is dependent on the fence load. In this way, the fence load applied to the fence Z is transmitted to the controller.
  • the second storage capacitor C2 is connected across the serving as a switch diodes D4 and D5 parallel to the first storage capacitor C1 in the discharge circuit. Since the first capacitor C2 is always charged with a high, eg its full charging voltage, this first discharges while on the primary winding of the transformer TH1 until it is discharged to the charging voltage of the second storage capacitor C2. Now, D4 and D5 become conductive and both capacitors C1 and C2 discharge from there to the common across the transformer TR1.
  • FIG. 2 shows a diagram for a possible pulse train, which is possible with the circuit arrangement shown in FIG.
  • the time T is plotted on the abscissa and the output voltage or fence voltage HV is plotted on the ordinate.
  • the pulse I with the voltage HV1, during which no fence load is applied to the fence Z, is effected solely by the storage capacitor C1, C2 is not charged in this case, since the switching element THY2 remains disabled during the charging process.
  • the controller is able to detect the voltage profile and to regulate the charge of C2 according to the load via the second switching element THY2.
  • the charging voltage of C2 is increased accordingly.
  • pulse III of the subsequent load change discharge is charged at the storage capacitors C2 to a higher charging voltage.
  • pulse II the same voltage curve results as in pulse II, since initially only the first storage capacitor C1 is discharged (III.1).
  • both storage capacitors C1 and C2 are discharged together in the pulse phase III.2, whereby the voltage at the load is now higher and longer.
  • the area under the illustrated momentum curves is now significantly larger. This is a measure of the energy that is released to a certain load, that is, the shock energy is increased in the load case.
  • the circuit of Figure 1 shows only a particular embodiment for the realization of the invention, which is not limited thereto.
  • An essential element of the invention is the second switching element, which is provided for controlling the independent charging of the second storage capacitor.

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Abstract

Es wird ein Weidezaungerät mit zwei unabhängigen Speicherkondensatoren vorgeschlagen, die mittels eines Schaltelementes über die Primärwicklung eines Transformators entladbar sind, um einen HV-Impuls zu erzeugen. Der zweite Speicherkondensator dient dabei zur Steigerung der Impulsenergie. Das erfindungsgemäße Weidezaungerät soll bei geringstmöglichem Energieverbrauch eine stets ausreichend hohe Ausgangsspannung zum Auslösen eines Hüteschocks gewährleisten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein zweites Schaltelement (THY2) zur Steuerung des Ladevorgangs des zweiten Kondensators (C2) vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Weidezaungerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Weidezaungeräte oder Elektrozaungeräte werden eingesetzt, um Tiere in einem eingezäunten Areal zu halten. Hierbei werden in entsprechende Weidezäune durch Weidezaungeräte Hochspannungsimpulse eingespeist, die bei einer Zaunberührung durch ein Tier einen Hüteschock verursachen und somit die eingezäunten Tiere abschrecken.
  • Ein solches Weidezaungerät ist beispielsweise in der DE 199 62 618 B4 beschrieben. Das Weidezaungerät gemäß dieser Druckschrift umfasst mehrere Speicherkondensatoren, die in parallelen Strompfaden zum Aufladen und jeweils in Serie zur Primärseite des Transformators angeordnet sind. Durch entsprechende Thyristoren wird eine individuelle Entladung jedes Speicherkondensators über die Primärseite des Transformators zur Erzeugung eines Impulses an der Sekundärseite ohne Änderung des Zustands der anderen Kondensatoren bewirkt.
  • In der Druckschrift US 4,394,583 ist ein Weidezaungerät beschrieben, bei dem die Ladespannung eines Kondensators abhängig von der am Weidezaun anliegenden Last geregelt wird.
  • Diese Regelung ermöglicht zwar eine Anpassung der Impulsenergie an die Zaunsituation, hat jedoch auch erhebliche Nachteile. So ist die Regelung auf einen Energiebereich von etwa 1:2 begrenzt, da die Zaunspannung im Leerlauf einen Mindestwert nicht unterschreiten darf, andererseits jedoch die Ladespannung des Kondensators begrenzt ist. Weiterhin kann die Absenkung der Zaunspannung zwar im Normalfall funktionsgemäß ausreichen, bei relativ niedrigen Werten ist jedoch vor allem bei Tieren mit dickem Fell nicht mehr gewährleistet, dass das Fell Durchschlagen und ein ausreichenden Hüteschock ausgelöst wird.
  • Mit der Druckschrift US 5,742,104 ist ein Weidezaungerät beschrieben, bei dem zwei Speicherkondensatoren über unterschiedliche Primärwicklungen gemeinsam entladen werden. Mit dieser Schaltungsanordnung ist eine Zuschaltung der Energie eines zweiten Speicherkondensators möglich. Eine Regelung der Energie des zuschaltbaren Kondensators ist jedoch nicht vorgesehen. Die Anpassung dieses Weidezaungerät an die unterschiedlichen Zaunsituationen ist demnach nicht gewährleistet.
  • Mit der Druckschrift US 4,859,868 ist ein Weidezaungerät bekannt geworden, bei dem verschiedene Speicherkondensatoren über unterschiedliche Wicklungen eines Transformators entladbar sind. Diese Schaltung ermöglicht verschiedene Stufen der Impulsenergie, ist jedoch insbesondere im Hinblick auf den Transformator sehr aufwendig.
  • Ebenso wird mit der Druckschrift EP 304 045 eine aufwendige Ausführung beschrieben, bei der zwei vollständige Impulsgeneratoren vorgesehen sind.
  • Mit der Druckschrift US 6,020,658 ist ein Weidezaungerät beschrieben, das zwei Speicherkondensatoren aufweist, die mit ihrer Ladespannung synchron geregelt werden. Durch diese Anordnung ergibt sich durch die Möglichkeit der Zuschaltung eines Kondensators und die vorgesehene Regelung der Ladespannung gegenüber dem vorbeschriebenen Stand der Technik mit einem Speicherkondensator ein größerer Regelungsbereich für die Impulsenergie. Bei dieser Ausführung wird jedoch die Ladespannung beider Speicherkondensatoren gemeinsam synchron geregelt, so dass auch hier die Ausgangsspannung zu klein werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik ein Weidezaungerät vorzuschlagen, das bei verbesserter Regelung der Impulsenergie eine stets ausreichend hohe Ausgangsspannung zum Auslösen eines Hüteschocks gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Weidezaungerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
  • Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
  • Ein erfindungsgemäßes Weidezaungerät umfasst demnach einen ersten Kondensator, der mittels eines Schaltelementes über die Primärwicklung eines Transformators entladbar ist, um einen Hochspannungsimpuls zu erzeugen, sowie einen zweiten Kondensator zur Steigerung der Impulsenergie.
  • Erfindungsgemäß ist ein solches Weidezaungerät dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement zur Steuerung des Ladevorgangs des zweiten Kondensators vorgesehen ist und daß die gemeinsame Entladung beider Kondensatoren über das erste Schaltelement gesteuert wird.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist die Aufladung von C2 steuerbar. Im einfachsten Fall kann C2 zu C1 zugeschaltet werden und erhöht damit die Ausgangsenergie des Gerätes.
  • Dieses Prinzip kann weiter verbessert werden, indem wenigstens ein weiterer Speicherkondensator vorgesehen wird. Die Verwendung wenigstens eines weiteren Speicherkondensators erlaubt eine Einstellung der Ausgangsenergie des Gerätes je nach der Kapazität der im jeweiligen Betriebszustand verwendeten Speicherkondensatoren.
  • Hierzu wird vorteilhafterweise jedem Speicherkondensator ein Schaltelement zur Steuerung des Ladevorgangs zugeordnet. Auf diese Weise kann der Ladevorgang eines oder einer Gruppe weiterer, zusätzlicher Speicherkondensatoren je nach Bedarf, insbesondere lastabhängig gesteuert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedem Speicherkondensator ein separates Schaltelement zugeordnet, sodass die gewünschte Ausgangsenergie des Gerätes bei Ansteuerung der entsprechenden Schaltelemente durch Addition der Ladeenergie der Speicherkondensatoren mittels der separaten, zugehörigen Schaltelemente bereitgestellt werden kann.
  • Darüber hinaus ist auch eine vom ersten Kondensator unabhängige Steuerung oder Regelung der Ladespannung des zweiten Speicherkondensators und/oder weiterer Speicherkondensatoren möglich, die es erlaubt, die Kondensatoren mit unterschiedlicher Ladespannung zu laden. Durch die Ladespannung des ersten Kondensators ist damit eine stets ausreichende Ausgangsspannung des Ausgangsimpulses gewährleistet, während durch den zweiten, und/oder wenigstens eines weiteren regelbar ladbaren Speicherkondensators die Impulsenergie in einem breiten Bereich variiert werden kann.
  • Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zunutze, dass die Zaunspannung nicht über die gesamte Zeitdauer eines Hochspannungsimpulses den Maximalwert halten muss, sondern dass zum Zünden der einen Hüteschock auslösenden Entladung kurzzeitig eine hohe Ausgangsspannung erforderlich ist, während die restliche Impulsenergie auch mit niedrigerer Spannung vollständig über die entsprechende Zaunlast, z.B. ein zu hütendes Tier entladen wird. Somit ist über die hohe Ladespannung des ersten Kondensators ein zuverlässiges Zünden der Impulsentladung gewährleistet, während durch den zweiten Kondensator und/oder durch wenigstens einen weiteren Kondensator lastabhängig die Energie des Ausgangsimpulses und somit die Stärke des Hüteschocks regelbar ist.
  • Der zweite Kondensator und/oder wenigstens ein weiter Speicherkondensator können dabei in einer vorteilhaften Ausführung über die gleiche Primärwicklung des Transformators entladbar angeordnet werden, wie der erste Kondensator. Hierdurch verringert sich der Aufwand auf der Transformatorseite im vergleich zum oben angeführten Stand der Technik mit mehreren Primärwicklungen erheblich.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden der erste und der zweite Speicherkondensator und/oder wenigstens ein weiter Speicherkondensator parallel in dem Primärschaltkreis des Transformators angeordnet.
  • Hierdurch ist eine gleichzeitige Entladung über ein gemeinsames Schaltglied des ersten Speicherkondensators, des zweiten Speicherkondensators und/oder wenigstens eines weitern Speicherkondensators ermöglicht, wozu in einer besonderen Ausführung eine oder mehrere Dioden parallel zum zweiten Schaltelement und/oder wenigstens eines weiteren Schaltelementes für wenigstens einen weiteren Speicherkondensator geschaltet wird. Diese Dioden sperren den Ladestrom des zweiten Kondensators bzw. des wenigstens einen weiteren Kondensators im gesperrten Zustand der entsprechenden Schaltelemente, so dass der Ladevorgang durch dieses bzw. diese Schaltelemente steuerbar ist. Die Entladung des zweiten und/oder wenigstens eines weiteren Kondensators ist hingegen über die Diode bzw. die Dioden auch bei gesperrtem Schaltelement bzw. bei gesperrten Schaltelementen möglich, so dass für den gemeinsamen Entladevorgang der Kondensatoren nur das erste Schaltelement geschaltet werden muss.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Schaltelement so angeordnet, dass der erste Kondensator nach dem Schließen dieses Schaltelementes über die Primärwicklung des Transformators entladen wird. Der zweite Speicherkondensator und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator sind in einer bestimmten Ausführung der Erfindung dabei über zusätzliche Schaltglieder parallel zu dem ersten Speicherkondensator angeordnet. Sobald die Spannung am ersten Speicherkondensator nach Schließen des ersten Schaltelements unter die Ladespannung eines zweiten und/oder wenigstens eines weiteren Speicherkondensators sinkt, schalten diese Schaltglieder ein und der erste und der zweite Speicherkondensator entladen sich von da an parallel über die Primärwicklung des Ausgangstransformators sowie das gemeinsame Schaltelement.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der zweite Speicherkondensator und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator eine größere Kapazität als der erste Speicherkondensator, so dass ein größerer Bereich der Impulsenergie steuerbar ist.
  • Die Anordnung des zweiten und/oder wenigstens eines weiteren Schaltelementes bietet den Vorteil, den zweiten und/oder wenigstens einen weiteren Speicherkondensator getrennt von dem ersten Speicherkondensator laden zu können, indem der Masseanschluss des zweiten Speicherkondensators und/oder wenigstens eines weiteren Speicherkondensators durch das bzw. die zugehörigen Schaltelemente entweder zur Masse der Schaltung durchgeschaltet oder von der Masse getrennt wird.
  • Dementsprechend wird erfindungsgemäß eine Steuereinheit vorgesehen, die das erste und das zweite Schaltelement sowie gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Schaltelement für wenigstens einen weiteren Speicherkondensator getrennt betätigen kann. Dadurch ist es möglich, zunächst den ersten Speicherkondensator auf maximale Spannung aufzuladen und anschließend durch Betätigen des zweiten Schaltelements den zweiten Speicherkondensator und/oder durch Betätigen eines oder mehrerer weiterer Schaltelemente einen oder mehrere weitere Speicherkondensatoren auf einen Wert aufzuladen, der zwischen Null und der Spannung am ersten Speicherkondensator liegt.
  • Bemerkenswert ist bei dieser Art der Schaltungsanordnung, dass sich durch den nacheinander stattfindenden Ladungsvorgang der Kondensatoren ein besonders einfacher Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt.
  • In einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung wird die Ladespannung des zweiten Kondensators und/oder eines oder mehrerer weiterer Speicherkondensatoren lastabhängig gesteuert, während der ersten Kondensators stets auf maximale Spannung geladen wird.
  • Hierzu wird vorzugsweise ein Hochspannungssensor vorgesehen, der die am weidezaun anliegende Last, d.h. die Impedanz zur Erde misst. Die Steuereinheit kann sodann abhängig von dieser Zaunlast die Ladespannung des zweiten Kondensators und/oder eines oder mehrerer weiterer Speicherkondensatoren abhängig von der Größe dieser Last steuern.
  • In einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung werden der zweite und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator dem Ladevorgang und/oder dem Entladevorgang lastabhängig zugeschaltet. Diese Ausführungsform ermöglicht es, die gewünschte lastabhängige Ausgangsenergie des Gerätes durch Kombination der in einzelnen Kondensatoren speicherbaren Energie additiv zusammenzustellen. Durch den Zeitablauf des Zuschaltens der einzelnen Kondensatoren sowie deren Ladevorgang kann darüber hinaus der zeitliche Verlauf der Ausgangsspannung des Gerätes in einem weiten Bereich flexibel eingestellt werden.
  • In einer besonders einfachen aber effektiven Ausführungsform der Erfindung werden alle für die Erzeugung der gewünschten Ausgangsenergie vorgesehenen Kondensatoren stets durch Zuschalten beim Entladevorgang vollständig aufgeladen. Die gemeinsame Entladung kann dabei wie in der vorgeschriebenen Ausführungsform gemeinsam durch Schalten des Entladevorgangs durch ein einziges Schaltelement in die Primärspule des Transformators geleitet werden. Diese Ausführungsform ermöglicht die Zusammensetzung der Ausgangsenergie quasi in Energiequanten, wobei ein einzelnes Quantum durch die Speicherkapazität der jeweiligen Einzelkondensatoren gegeben ist.
  • Durch die Verwendung von mehr als zwei Speicherkondensatoren kann die nach dem Zündvorgang benötigte Reserveenergie in kleinen Einheiten bei hoher Spannung bereitgestellt und abgerufen werden. Es ist beispielsweise möglich, lastabhängig eine hohe, fast gleichbleibende Spannung bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch zu erzeugen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Beschreibung nachfolgend näher erläutert.
  • Im Einzelnen zeigen
    • Figur 1
    ein Schaltbild eines Beispiels für ein erfindungsgemäßes Weidezaungerät, und
    Figur 2
    ein Impulsdiagramm gemäß einer bestimmten Ausführung der Erfindung.
  • Eine Stromversorgung (Power) wird über eine Steuerung (Controller) gesteuert. Ober externe Eingaben (input) kann die Steuerung eingestellt bzw. programmiert werden.
  • Die Stromversorgung liefert über einen Spannungswandler, d.h. einen Gleichspannungswandler (DC/DC) oder einen Wechselspannungswandler (AC/DC) die Ladespannung für zwei Speicherkondensatoren C1 und C2.
  • Die Aufladung des Speicherkondensators C1 erfolgt über die Diode D2 und D6, während die Aufladung des Speicherkondensators C2 über die Diode D2 und D1 erfolgt. Dadurch ist ein Ladungsausgleich von C1 nach C2 nicht möglich, C2 kann also auf eine niedrigere Spannung als C1 aufgeladen werden.
  • Im Stromkreis der Primärwicklung des Transformators TR1 ist neben dem Kondensator C1 ein Thyristor THY1 angeordnet, der über die Steuerung gezündet werden kann.
  • L1 und C3 sind Impulsformungsglieder, die in bekannter Weise eingesetzt werden, um hochfrequente Anteile im ausgangsseitigen Impuls zu unterdrücken.
  • Bei einem Zünden des Thyristors THY1 wird der aufgeladene Speicherkondensator C1 über den Transformator TR1 entladen, wodurch sich ein ausgangsseitiger Hochspannungsimpuls an der Sekundärwicklung ergibt, der an den Zaun Z abgegeben wird. Der Hochspannungsstromkreis wird bei einer Zaunberührung durch das entsprechende Tier über die Erde (GND) geschlossen.
  • Ein Hochspannungssensor (HV-Sensor) erfasst die Zaunlast bzw. die Impedanz gegenüber der Erde. Im Falle eines Spannungssensors wie vorliegend wird dabei die Maximalspannung erfasst, die von der Zaunlast abhängig ist. Auf diese Weise wird die am Zaun Z anliegende Zaunlast an die Steuerung (Controller) übermittelt.
  • Der zweite Speicherkondensator C2 liegt über die als Schalter dienenden Dioden D4 und D5 parallel zum ersten Speicherkondensator C1 in dessen Entladungsstromkreis.
    Da der erste Kondensator C2 stets mit einer hohen, z.B. seiner vollen Ladespannung geladen ist, entlädt sich dieser dabei zunächst solange über die Primärwicklung des Transformators TH1, bis er auf die Ladespannung des zweiten Speicherkondensators C2 entladen ist. Jetzt werden D4 und D5 leitend und beide Kondensatoren C1 und C2 entladen sich von da an gemeinsam über den Transformator TR1.
  • Figur 2 zeigt ein Diagramm für eine mögliche Impulsfolge, die mit der gemäß Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung möglich ist.
  • Auf der Abszisse ist hierbei die Zeit T, auf der Ordinate die Ausgangsspannung bzw. Zaunspannung HV aufgetragen.
  • Der Impuls I mit der Spannung HV1, während dem keine Zaunlast am Zaun Z anliegt, wird alleine durch den Speicherkondensator C1 bewirkt, C2 wird in diesem Fall nicht geladen, da das Schaltglied THY2 während des Ladevorgangs gesperrt bleibt.
  • Sobald ein Durchschlag erfolgt, bricht die Spannung schlagartig auf einen belastungsabhängigen Wert zusammen.
  • Dieser Vorgang ist in dem Impuls II dargestellt.
  • Über den HV-Sensor ist die Steuerung in der Lage, den Spannungsverlauf zu detektieren und die Ladung von C2 entsprechend der Last über das zweite Schaltelement THY2 zu regeln. Bei Unterschreiten einer Minimalspannung unter Last wird die Ladespannung von C2 entsprechend erhöht.
  • Im Impuls III ist der an eine Laständerung anschließende Entladevorgang erkennbar, bei der Speicherkondensatoren C2 auf eine höhere Ladespannung aufgeladen ist. Zunächst ergibt sich der gleiche Spannungsverlauf wie im Impuls II, da hier zunächst nur der erste Speicherkondensator C1 entladen wird (III.1) .
  • Im Anschluss daran werden in der Impulsphase III.2 beide Speicherkondensatoren C1 und C2 gemeinsam entladen, wobei die Spannung an der Last jetzt höher ist und länger ansteht. Die Fläche unter den dargestellten Impulskurven ist jetzt bedeutend größer. Diese ist ein Maß für die Energie, die an eine bestimmte Last abgegeben wird, das heißt, die Schockenergie wird im Lastfall erhöht.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein sehr großer Regelbereich in der Impulsenergie möglich. Zugleich ist jedoch gewährleistet, dass stets eine Ausgangsspannung HV2 erreicht wird, die der Durchschlagsspannung zum Zünden des Entladevorgangs entspricht. Beide Effekte gemeinsam bewirken eine hohe Hütesicherheit, da zum einen der einen Hüteschock auslösenden Spannungs- bzw. Stromimpuls bei Tierberührung des Zauns zuverlässig gezündet und zum andern mit einer entsprechenden Energie in der weiteren Impulsfolge erfolgt, die einen ausreichend großen Hüteschock zur Abschreckung des Tieres sicherstellt.
  • Trotz einfachem Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltung, der anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 erkennbar ist, wird so eine hohe Hütesicherheit bei geringem Stromverbrauch im Leerlauf und eine von der Leerlaufspannung unabhängige stufenlose Regelung der Impulsenergie möglich.
  • Die Schaltung gemäß Figur 1 zeigt jedoch nur ein besonderes Ausführungsbeispiel für die Realisierung der Erfindung, die jedoch nicht darauf beschränkt ist. Wesentliches Element der Erfindung ist das zweite Schaltelement, das zur Steuerung des unabhängigen Ladevorgangs des zweiten Speicherkondensators vorgesehen ist.

Claims (17)

  1. Weidezaungerät mit einem ersten Speicherkondensator, der mittels eines Schaltelementes über die Primärwicklung eines Transformators entladbar ist, um einen HV-Impuls zu erzeugen, wobei ein zweiter Speicherkondensator zur Steigerung der Impulsenergie vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement (THY2) zur Steuerung des Ladevorgangs des zweiten Speicherkondensators (C2) vorgesehen ist.
  2. Weidezaungerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Speicherkondensator vorgesehen ist.
  3. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jedem Speicherkondensator ein Schaltelement zur Steuerung des Ladevorgangs zugeordnet ist.
  4. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Speicherkondensator ein separates Schaltelement zugeordnet ist.
  5. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom ersten Kondensator (C1) unabhängiger Ladevorgang des zweiten Speicherkondensators (C2) und/oder wenigstens eines weiteren Speicherkondensators vorgesehen ist.
  6. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Speicherkondensator (C2) und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator über die gleiche Primärwicklung des Transformators (TR) entladbar ist, wie der erste Speicherkondensator (C1).
  7. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicherkondensator (C1), der zweite Speicherkondensator (C2) und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator parallel im Entladungsstromkreis des Transformators (TR) angeordnet sind.
  8. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicherkondensator, der zweite Speicherkondensator und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator über ein gemeinsames Schaltelement (THY1) an den Entladungsstromkreis geschaltet werden.
  9. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Dioden parallel zum zweiten Schaltelement (THY2) und/oder wenigstens ein weiteres Schaltelement für wenigstens einen weiteren Speicherkondensator geschaltet ist.
  10. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit zur getrennten Betätigung des ersten (THY1), des zweiten Schaltelementes (THY2) und/oder wenigstens eines Schaltelementes für den bzw. die weiteren Speicherkondensatoren vorgesehen ist.
  11. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchschalten des zweiten Schaltelementes (THY2) und/oder wenigstens eines Schaltelementes für wenigstens einen weiteren Speicherkondensator für den Ladevorgang des zweiten Speicherkondensators (C2) vorgesehen ist.
  12. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladespannung des zweiten Speicherkondensators (C2) und/oder wenigstens eines weiteren Speicherkondensators lastabhängig steuerbar ist.
  13. Weidezaungerät nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator dem Ladevorgang und/oder dem Entladevorgang lastabhängig zuschaltbar sind.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Weidezaungeräts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicherkondensator (C2) und/oder wenigstens einem weiteren Speicherkondensator geladene Energie lastabhängig gesteuert wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicherkondensator (C1) lastunabhängig aufgeladen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Entladung des ersten (C1) und zweiten Speicherkondensators (C2) und/oder wenigstens eines weiteren Speicherkondensators vorgesehen ist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und/oder wenigstens ein weiterer Speicherkondensator dem Ladevorgang und/oder dem Entladevorgang lastabhängig zugeschaltet werden.
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