FR2996077A1 - Circuit d'alimentation dans un systeme de communication d'une coiffe de protection, coiffe de protection et procede d'exploitation - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un circuit d'alimentation (28) dans un système de communication d'une coiffe de protection pour alimenter le système de communication à partir d'une source d'énergie (30, 32) associée à la coiffe de protection, dans lequel, pour une meilleure exploitation de l'énergie électrique fournie par la source d'énergie (30, 32), le circuit d'alimentation (28) comprend un convertisseur élévateur (44), et par ailleurs, également une coiffe de protection comprenant un tel circuit d'alimentation (28) pour alimenter le système de communication compris dans la coiffe de protection, ainsi qu'un procédé d'exploitation d'un tel circuit d'alimentation (28).

Description

La présente invention concerne un circuit d'alimentation dans un équipement de protection, par la suite appelé aussi simplement coiffe de protection, du type d'un masque facial ou d'un masque facial complet, d'un masque respiratoire ainsi que du type des casques ou masques de fuite, tels qu'ils sont mis en oeuvre par exemple chez les pompiers. En particulier, l'invention concerne un circuit d'alimentation dans un système de communication d'une telle coiffe de protection, et par ailleurs également une coiffe de protection comprenant un tel circuit d'alimentation, ainsi qu'un procédé d'exploitation d'un tel circuit d'alimentation.
Les pompiers ou des forces d'intervention similaires sont confrontés à toute sorte de situations. Le spectre va de l'assistance technique jusqu'aux interventions sur des produits dangereux en passant par la lutte contre les incendies. Différents composants sont alors nécessaires pour la protection personnelle. Pour la lutte contre les incendies, une protection respiratoire renforcée est mise en oeuvre, par exemple en utilisant un masque facial complet (masque respiratoire complet) en combinaison avec un appareil respiratoire à air comprimé ou un recycleur. En plus de la protection contre les intoxications à la fumée ou similaires, les forces d'intervention ont besoin d'une bonne communication.
Lors des interventions, on travaille individuellement ou par équipes de deux, en fonction des besoins. La communication avec le chef d'intervention et à l'intérieur de l'équipe est indispensable pour que l'intervention se déroule sans problème. La mise en oeuvre d'appareils radio analogiques ou numériques est connue. L'intégration de l'appareil radio avec la coiffe de protection respective sous la forme d'un casque d'écoute apporte une nette amélioration par rapport au travail à l'aide d'un appareil radio portatif. Ceci est connu par exemple selon le document US 5 463693 B. Dans ce cas, un microphone pour enregistrer des signaux vocaux est intégré dans le masque et un signal vocal reçu est reproduit au moyen d'un haut-parleur servant d'écouteur.
Le problème de ces systèmes de communication dans une coiffe de protection est la nécessité d'une source d'énergie portable qui est le plus souvent réalisée sous la forme d'éléments primaires, c'est-à-dire de piles électriques non rechargeables. En fonction des besoins en énergie des systèmes, on peut atteindre des durées de fonctionnement d'environ huit heures. Pour les utilisateurs de ces coiffes de protection, en particulier pour les pompiers, ainsi que pour les responsables d'entretien, il en résulte un effort de travail et de contrôle considérable puisqu'il faut régulièrement vérifier les sources d'énergie de ces systèmes de communication quant à leur état de charge respectif et le cas échéant mettre en place de nouvelles piles. En partant de cet état de la technique, il est un objet de l'invention de proposer un circuit d'alimentation utilisable dans une coiffe de protection du type défini ci-dessus et qui permet des durées de fonctionnement plus longues pour le système de communication basé sur le circuit d'alimentation et donc des interventions plus longues en utilisant la coiffe de protection respective, ainsi que des cycles d'entretien plus longs.
A cet effet, la présente invention concerne, un circuit d'alimentation dans un système de communication d'une coiffe de protection pour alimenter le système de communication à partir d'une source d'énergie associée à la coiffe de protection, caractérisé par un convertisseur élévateur compris dans le circuit d'alimentation.
Selon un aspect de l'invention, le circuit d'alimentation comprend un dispositif de limitation de tension disposé côté sortie. Selon un aspect de l'invention, le circuit d'alimentation comprend au moins une diode Zener servant de dispositif de limitation de tension. Selon un aspect de l'invention, le circuit d'alimentation comprend au moins une diode d'inversion disposée côté entrée. Selon un aspect de l'invention, le circuit d'alimentation comprend un thermofusible entre la ou chaque diode d'inversion d'une part et le convertisseur élévateur d'autre part. Selon un aspect de l'invention, le circuit d'alimentation comprend une pluralité de points de prélèvement, chacun individuellement protégé en résistivité, pour prélever une tension de sortie respective. Selon un aspect de l'invention, un blindage entoure le circuit d'alimentation. Selon un aspect de l'invention, le circuit d'alimentation est enrobé dans un milieu de scellement pour le blindage. La présente invention concerne également une coiffe de protection, comprenant un système de communication et une source d'énergie associée à la coiffe de protection pour le système de communication, dans laquelle le système de communication comprend un circuit d'alimentation pour alimenter le système de communication à partir de la source d'énergie.
La présente invention concerne en outre un procédé d'exploitation d'un circuit d'alimentation dans lequel, en cas de décharge continue de la source d'énergie, par un pilotage adéquat du convertisseur élévateur dans une plage de décharge supplémentaire de la source d'énergie, le convertisseur élévateur compris dans le circuit d'alimentation génère une tension d'alimentation spécifiée pour l'alimentation électrique d'un système de communication d'une coiffe de protection. Selon l'invention cet objet est atteint par un dispositif du type mentionné au début. A cet effet, dans un circuit d'alimentation disposé dans un système de communication d'une coiffe de protection pour alimenter le système de communication à partir d'une source d'énergie associée à la coiffe de protection, un convertisseur élévateur compris dans le circuit d'alimentation est prévu. Les convertisseurs élévateurs sont connus en soi. Ainsi, d'après le document GB 2 336 955 A, on connaît l'utilisation d'un convertisseur élévateur pour appareils électroniques portables, comme par exemple les téléphones mobiles, dans lequel le convertisseur élévateur doit permettre une meilleure exploitation d'une puissance électrique accumulée dans une pile électrique de l'appareil électronique respectif.
L'utilisation d'un convertisseur élévateur dans un circuit d'alimentation pour alimenter un système de communication d'une coiffe de protection n'est pas encore connue. L'avantage de l'invention consiste en ce que l'utilisation d'un convertisseur élévateur dans un tel circuit d'alimentation permet d'obtenir des durées de fonctionnement plus longues pour le système de communication et donc également des durées d'intervention plus longues. De plus, en relation avec la meilleure exploitation de l'énergie électrique accumulée dans la source d'énergie associée à la coiffe de protection, en particulier une pile électrique ou un accumulateur, on obtient une quantité inférieure de piles électriques à recycler et une possibilité d'atteindre des cycles d'entretien plus longs pour le contrôle des sources d'énergie respectives. Dans un mode de réalisation du circuit d'alimentation, il est prévu que celui-ci présente un dispositif de limitation de tension du côté sortie. Le dispositif de limitation de tension limite la tension maximale apparaissant à la sortie du circuit d'alimentation et empêche ainsi la formation d'étincelles et similaires et agit donc pour écarter tout risque d'explosion.
Comme dispositif de limitation de tension, on peut envisager une diode Zener ou un montage en parallèle de plusieurs diodes Zener. De façon connue, au-dessus d'une tension d'avalanche, une diode Zener devient conductrice même dans le sens initialement inverse, de sorte que dans le cas d'une tension de sortie trop élevée générée par le convertisseur élévateur, le courant résultant peut s'évacuer par des diodes Zener individuelles ou multiples et la tension de sortie est ainsi réduite efficacement jusqu'à une grandeur admissible et non critique en ce qui concerne le risque d'explosion. Dans le cas en option d'une pluralité de diodes Zener, celles-ci sont montées en parallèle et agissent ainsi comme des dispositifs de limitation de tension redondants. Il est ainsi possible d'éviter que des erreurs ou des tolérances des diodes Zener n'affectent ou n'empêchent leur efficacité en tant que dispositifs de limitation de tension. Pour le moins, la probabilité de défaillances dues à ce type d'erreur peut être considérablement réduite. Par exemple, une diode Zener à haute impédance en permanence également en sens inverse ne pourrait pas avoir un effet de dispositif de limitation de tension. Lorsqu'une telle diode Zener défectueuse se trouve dans un montage en parallèle avec au moins une diode Zener fonctionnant correctement, le montage en parallèle peut assurer la fonction du dispositif de limitation de tension malgré la diode Zener défectueuse comprise dans celui-ci. Plus il y a de diodes Zener redondantes dans un tel montage en parallèle servant de dispositif de limitation de tension, plus la probabilité sera faible que l'efficacité du dispositif de limitation de tension ne soit pas assurée en cas de danger. Dans un mode de réalisation du circuit d'alimentation, il est prévu que celui-ci présente une ou plusieurs diodes d'inversion du côté entrée, c'est- à-dire avant le convertisseur élévateur, vu depuis la source de tension. A l'ouverture de l'élément de commutation du convertisseur élévateur, ladite au moins une diode d'inversion est efficace pour limiter l'accroissement de la tension aux bornes de la bobine en raison de l'induction propre qui apparaît. En résumé, en négligeant la chute de tension aux bornes de ladite au moins une diode d'inversion, on constate que ladite ou chaque diode d'inversion fait que le potentiel au point de contact entre la ou les diodes d'inversion et la bobine ne peut pas descendre au-dessous du potentiel de masse. La tension à l'entrée du convertisseur élévateur est ainsi efficacement limitée. Cette limitation garantit que l'induction propre qui apparaît à la commutation de l'élément de commutation et la conduction de courant ainsi provoquée ne puissent mener à quelconque situation critique, en particulier ne puissent mener à une inflammation dans une atmosphère explosive. Comme déjà décrit ci-dessus pour le dispositif de limitation de tension, une éventuelle pluralité de diodes d'inversion combinées dans un montage en parallèle est adaptée pour assurer l'efficacité des circuits de protection fournis par la ou les diodes d'inversion même avec une ou plusieurs diodes d'inversion défectueuses. Par exemple, lorsque dans un montage en parallèle de deux diodes d'inversion, l'une des deux diodes d'inversion est à haute impédance également dans le sens passant, une seule diode d'inversion défectueuse de ce type ne pourrait pas garantir le potentiel défini à l'entrée du convertisseur élévateur. Si dans ce montage en parallèle ou dans un montage en parallèle avec des diodes d'inversion supplémentaires, au moins l'une des diodes d'inversion fonctionne correctement, alors l'efficacité de ces circuits de protection est assurée globalement.
Dans un autre mode de réalisation du circuit d'alimentation, un thermofusible est prévu entre la ou chaque diode d'inversion d'une part et le convertisseur élévateur d'autre part. De ce fait, toute inflammabilité par incandescence du circuit du convertisseur élévateur est empêchée. Le thermofusible dispose alors d'un bon couplage thermique avec l'élément de commutation du convertisseur élévateur et se déclenche de façon correspondante en cas de surchauffe de l'élément de commutation. Dans encore un autre mode de réalisation du circuit d'alimentation, il est prévu que celui-ci présente une pluralité de prises, chacune individuellement protégée en résistivité, pour prélever une tension de sortie respective. Il est possible de connecter des circuits électriques indépendants à ces points de prélèvement et de prélever des tensions de sortie respectivement identiques ou bien différentes. Grâce à la protection résistive individuelle des prises respectives, il est possible d'omettre une protection résistive centrale, par exemple entre la source d'énergie et le convertisseur élévateur. De cette manière, il existe la possibilité d'obtenir des performances encore plus élevées au niveau de la source d'énergie respective. Dans un mode de réalisation du circuit d'alimentation, il est prévu que le circuit d'alimentation soit compris ou incorporé dans un blindage qui l'entoure de tous les côtés, en particulier dans un milieu de scellement. On évite ainsi tout contact avec une atmosphère potentiellement explosive.
L'objet mentionné ci-dessus est également atteint par une coiffe de protection du type mentionné au début et qui présente un système de communication avec une source d'énergie associée à la coiffe de protection pour le système de communication, en ce que le système de communication comprend un circuit d'alimentation tel que décrit ici et par la suite pour alimenter le système de communicationà partir de la source d'énergie. Etant donné qu'une coiffe de protection du type défini au début amortit en particulier des composantes vocales de haute fréquence, un positionnement judicieux du microphone, notamment au niveau du raccord pour un appareil respiratoire à air comprimé, donc directement devant la bouche du porteur de la coiffe de protection, permet d'obtenir une compréhension de la parole nettement améliorée. Un mode de réalisation de la coiffe de protection se distingue par conséquent par un microphone positionné au niveau du raccord pour l'appareil respiratoire à air comprimé.
L'objet mentionné ci-dessus est également atteint par un procédé d'exploitation du circuit d'alimentation décrit ici et par la suite, en ce qu'en cours de fonctionnement du circuit d'alimentation avec le convertisseur élévateur compris dans celui-ci, en cas de décharge continue de la source d'énergie, un pilotage adéquat du convertisseur élévateur sur une plage de décharge supplémentaire de la source d'énergie permet de générer une tension d'alimentation spécifiée pour l'alimentation électrique d'un système de communication d'une coiffe de protection. Par plage de décharge supplémentaire on entend ici une plage de décharge qui dépasse la plage de décharge en cas de prélèvement direct de la tension d'alimentation au niveau de la source d'énergie respective, donc en particulier au niveau d'une ou plusieurs piles électriques. Par la suite, un mode de réalisation exemplaire de l'invention sera expliqué plus en détail à l'aide du dessin. Des objets ou éléments équivalents portent les mêmes symboles de référence sur l'ensemble des figures.
Le ou chaque mode de réalisation exemplaire ne doit pas être compris comme une limitation de l'invention. Au lieu de cela, dans le cadre du présent exposé, des changements et modifications sont possibles, en particulier des variantes et combinaisonsqui, par exemple par combinaison ou changement de particularités ou éléments ou étapes de procédés décrits dans la partie descriptive générale ou particulière ainsi que dans les revendications et/ou contenus dans le dessin, ressortent pour l'homme du métier en vue d'atteindre l'objet et conduisent par des particularités à combiner à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédé ou à des séquences d'étapes de procédé, y compris en ce qu'ils concernent des procédés de contrôle et de travail.
Sur les dessins: la figure 1 montre un masque facial complet comme exemple d'une coiffe de protection, la figure 2 montre un schéma fonctionnel d'un système de communication compris dans une coiffe de protection, la figure 3 montre un circuit d'alimentation, la figure 4 montre une courbe de décharge de deux piles électriques montées en série, la figure 5 montre un mode de réalisation d'un circuit d'alimentation selon l'invention pour un système de communication du type représenté sur la figure 2, et la figure 6 montre un autre mode de réalisation complémentaire du circuit d'alimentation selon la figure 5. La figure 1 montre un masque dit facial complet comme exemple d'une coiffe de protection 10 telle que mise en avant ici. Dans la coiffe de protection 10 est intégré un système de communication de masque, ici et par la suite désigné simplement par système de communication 1 2 (figure 2), notamment dans le contour extérieur de la coiffe de protection 10. En tant que composants du système de communication 12, des haut-parleurs 14 se trouvent sur un côté ou sur les deux côtés de la coiffe de protection 10. De plus, on aperçoit un écouteur 16 (il est également possible de prévoir deux écouteurs le cas échéant) capable de reproduire le signal d'un appareil radio tactique 18 (figure 2) au niveau de l'oreille du porteur de la coiffe de protection 10. La connexion avec l'appareil radio 18 que le porteur de la coiffe de protection 10 emporte de manière appropriée, par exemple à la ceinture, s'effectue au moyen d'un câble 20, et un microphone 22 permettant d'enregistrer le signal vocal se trouve à l'intérieur du masque directement devant la bouche du porteur de la coiffe de protection 10 au niveau d'un raccord 24 pour un appareil respiratoire à air comprimé (non représenté). Le signal vocal enregistré par le microphone 22 est délivré par le ou chaque haut- parleur 14 et/ou par l'appareil radio 18 à d'autres appareils radioetde là par exemple aux coiffes de protection 10 d'autres forces d'intervention.
La figure 2 montre à ce sujet un schéma fonctionnel d'un système de communication 12 compris dans la coiffe de protection 10 avec les deux haut-parleurs, notamment respectivement au moins un haut-parleur 14 tourné vers l'extérieur et un écouteur 16, et le microphone 22 ainsi que l'appareil radio 18 relié au système de communication 12 par le câble 20. Les appareils électriques qui sont mis en oeuvre comme accessoires pendant la lutte contre les incendies ou dans d'autres situations dangereuses sont normalement conçus de telle sorte qu'en cas de défaillance il n'y ait aucun risque qu'ils ne provoquent pas l'explosion d'une atmosphère inflammable. Afin de protéger de façon optimale le porteur d'une coiffe de protection 10, on doit partir du principe que les circonstances les plus défavorables risquent de se présenter, donc également que des cas de défaillance dans les systèmes de communication 12 puissent se produire. Les piles électriques, telles qu'elles sont habituellement mises en oeuvre dans de tels systèmes, impliquent tout à fait le risque de libérer de grandes quantités d'énergie électrique ce qui provoquerait immédiatement l'inflammation d'une atmosphère explosive. Par conséquent, l'énergie électrique disponible est limitée par un composant électrique passif, notamment au moins une résistance de limitation de courant 26, comme montré sur la figure 3 de manière schématiquement simplifiée à l'aide d'un circuit d'alimentation 28 avec deux piles électriques (éléments primaires) 30, 32 montées en série. En plus de la résistance de limitation de courant 26, le circuit d'alimentation 28 peut également comprendre un fusible 34. Lorsque le circuit d'alimentation 28 comprend d'une part une ou plusieurs résistances ohmiques de limitation de courant 26 et d'autre part un fusible 34, les deux éléments provoquent une limitation de courant résistive, notamment d'une part par la résistance intérieure du fusible 34 (F1) et d'autre part par la résistance ohmique de la résistance de limitation de courant 26 (R1). Le fusible 34 limite alors le courant moyen passant dans le système de communication 12 et protège contre la surchauffe qui pourrait entraîner une inflammation par incandescence. Cependant, dans le cas d'une alimentation en énergie par piles électriques 30, 32 ou similaires en tant que source d'énergie associée à la coiffe de protection 10 ou pouvant être emportée par la coiffe de protection 10, il se pose très clairement le problème que les composants électroniques du système de communication 12 ne fonctionnent de manière fiable qu'au-dessus d'une certaine tension. Par exemple pour assurer la fonction d'un amplificateur (non représenté) pour le haut-parleur 14, la tension de la pile doit être supérieure à 2,3V de manière à permettre encore une performance de l'amplificateur pour le haut-parleur 14 d'environ 1 W.
Donc, après une décharge partielle avec une tension de pile restante de 2,3 V, c'est-à-dire au point de la décharge critique pour le fonctionnement du système de communication 12, les piles électriques 30, 32 mises en oeuvre présentent toutefois toujours plus d'un tiers de leur énergie chimiquement liée. Pour les pompiers et pour l'environnement, cela signifie que les piles électriques 30, 32 doivent être remplacées largement avant la fin de leur durée de vie, ce qui occasionne des coûts élevés. De plus, les performances de l'amplificateur vocal diminuent déjà nettement au-dessus de ce point critique puisque la tension maximale permettant d'exploiter l'amplificateur descend continuellement, réduisant ainsi l'amplification vocale.
La figure 4 illustre cet aspect à l'aide d'une courbe de décharge 36 pour deux piles électriques 30, 32 (éléments primaires) de type AAA montées en série. Ici, le taux de décharge en pourcentage de 0% à 100% est reporté sur l'abscisse. La tension électrique en volts respectivement disponible par le montage en série des deux éléments primaires est reportée sur l'ordonnée. Sur la courbe de décharge 36, un premier, un deuxième et un troisième point de fonctionnement dynamique 38, 40, 42 sont mis en évidence. Le premier point de fonctionnement dynamique 38 marque une décharge des deux éléments primaires à laquelle il reste possible de prélever une tension totale de 2,5 V par leur montage en série. S'il s'agit de la tension minimale pour le fonctionnement du système de communication 12, on peut exploiter seulement environ 30 % de l'énergie électrique chimiquement accumulée dans les éléments primaires. Le deuxième point de fonctionnement dynamique 40 marque une décharge des deux éléments primaires à laquelle une tension totale de 2,3 V peut encore être prélevée par leur montage en série. S'il s'agit de la tension minimale pour le fonctionnement du système de communication 12, il reste possible tout de même d'exploiter environ 63 % de l'énergie électrique chimiquement accumulée dans les éléments primaires. Cependant, un tiers de l'énergie électrique accumulée est toujours inexploitée. Le troisième point de fonctionnement dynamique 42 marque une décharge des deux éléments primaires à laquelle on peut encore prélever une tension totale de 2 V par leur montage en série. S'il s'agit de la tension minimale pour le fonctionnement du système de communication 12, il est possible d'exploiter pratiquement la totalité de l'énergie électrique chimiquement accumulée dans les éléments primaires, c'est-à-dire plus de 90 %. Cependant, en réalité, la tension minimale nécessaire au 5 fonctionnement du système de communication 12 n'est pas facile à influencer. Par conséquent, l'invention propose de mieux exploiter l'énergie électrique fournie par les piles électriques 30, 32. On y parvient à l'aide d'un circuit d'alimentation 28 tel que représenté sur la figure 5. Comme composant essentiel, celui-ci comprend un 10 convertisseur élévateur 44 en principe connu en soi avec une bobine 46 (L1), un élément de commutation 48 (SW), en particulier un élément de commutation électronique 48 du type transistor outransistor MOSFET, etun condensateur 50 (C1). Une diode de roue libre 52 (D1) est montée en série avec la bobine 46. L'élément de commutation 48 est connectée à une prise centrale entre la 15 bobine 46 et la diode de roue libre 52. L'élévation de la tension de sortie est effectuée en ce qu'en cours de fonctionnement du convertisseur élévateur 44, le condensateur 50 accumule et totalise l'énergie électrique fournie par la bobine 46. La bobine 46 est mise à la terre de manière répétée, en particulier périodique, par l'élément 20 de commutation 48. Dans ce cas, la tension d'entrée, c'est-à-dire la tension fournie par les piles électriques 30, 32, est appliquée à la bobine 46. Le courant passant par la bobine 46 et donc l'énergie accumulée dans le champ magnétique augmentent. Dès que l'élément de commutation 48 s'ouvre, l'inductance propre de la bobine 46 provoque le maintien de la conduction de 25 courant. La tension à l'extrémité côté sortie de la bobine 46 augmente très rapidement jusqu'à ce qu'elle dépasse la tension appliquée au condensateur 50 et ouvre la diode de roue libre 52. Ensuite, le courant continue d'abord à passer sans changement et recharge toujours le condensateur 50. Le champ magnétique de la bobine 46 est alors résorbé et délivre son énergie en 30 amenant le courant dans le condensateur 50 en passant par la diode de roue libre 52. Il est ainsi possible aux bornes du condensateur 50 de prélever à un point de prélèvement 54 côté sortie une tension de sortie (U_out) augmentée - élevée - par rapport à la tension d'entrée fournie par les piles électriques 30, 32. 35 Etant donné qu'avec un convertisseur élévateur 44 simple, auquel la tension d'entrée est appliquée directement côté entrée et auquel la tension de sortie est prélevée directement côté sortie, le courant passant par la bobine 46 ne s'éteint pas à l'ouverture de l'élément de commutation 48, mais continue à passer en raison de l'inductance propre, la bobine 46 devient source de tension dont la tension peut idéalement atteindre une grandeur infinie. En cas de défaillance, un tel agencement peut facilement faire exploser un mélange de gaz inflammable. Afin d'empêcher ce phénomène, il est prévu que le circuit d'alimentation 28 comprenne des diodes d'inversion redondantes (D5 à D7) en tant que circuit de protection 58 côté entrée qui conduisent le courant à l'ouverture de l'élément de commutation 48. En plus ou en variante, il peut être prévu que le circuit d'alimentation 28 présente côté sortie un dispositif de limitation de tension 60 comme circuit de protection côté sortie, qui dans le mode de réalisation exemplaire représenté comprend une pluralité de diodes Zener 62 (D2 à D4) redondantes. Le dispositif de limitation de courant 60 limite le courant de sortie parce que quand le courant de sortie dépasse le seuil Zener de la ou d'une des diodes Zener 62, le courant de sortie passe par la ou chaque diode Zener 62 respective à la terre jusqu'à ce que le condensateur 50 soit déchargé. Le nombre de diodes 56, 62 dans le circuit de protection côté entrée et/ou sortie, donc les circuits de protection avant ou après le convertisseur élévateur 44, dépend uniquement de la tolérance d'erreur souhaitée et peut aussi être réalisé de manière plus simple pour un niveau de sécurité inférieur. De plus, si la fréquence de commutation de l'élément de commutation 48 du convertisseur élévateur 44 est choisie pour être si élevée que des inductances relativement faibles sont suffisantes, alors il est aussi possible d'omettre complètement en particulier la ou les diodes d'inversion 56. Le pilotage de l'élément de commutation 48 du convertisseur élévateur s'effectue de manière connue en soi par un dispositif de régulation non représenté qui compare la tension de sortie U_out respective à une tension de consigne spécifiée et fait varier de manière adéquate la fréquence de commutation de l'élément de commutation 48 en fonction d'un écart entre la tension de sortie et la tension de consigne. Un circuit d'alimentation 28 sur la base du principe montré sur la figure 5 permet d'assurer une puissance de 1 W pour une tension de pile 35 descendant jusqu'à 2V pour alimenter le système de communication 12 en 3,3 V et empêcher en même temps de manière fiable une inflammation dans une atmosphère explosive en cas de défaillance. De cette manière, les piles sont exploitées jusqu'à 90 %. De plus, la mise en oeuvre de cette technique permet d'atteindre des performances toujours constantes. Afin d'améliorer la liberté de mouvement du porteur respectif de la coiffe de protection 10, les connexions filaires 20 avec l'appareil radiotactique 18 sont souvent remplacées par une connexion sans fil. Cependant, l'inconvénient de ces solutions est le besoin en énergie accru qui peut être largement compensé en prenant la mesure d'une augmentation de tension et d'une régulation de tension au moyen du convertisseur élévateur 44.
La variante de réalisation du circuit d'alimentation 28 montrée sur la figure 6 permet d'obtenir des piles électriques 30, 32 des performances encore supérieures. Dans ce cas, un seul convertisseur élévateur 44 est mis en oeuvre qui dispose des mêmes mécanismes de protection 56, 58, 60, 62 que dans la mise en oeuvre expliquée ci-dessus à l'aide de la figure 5. Cependant, le courant commuté par le circuit d'alimentation 28 n'est pas limité en résistivité. Afin d'empêcher efficacement une inflammation par étincelle, plusieurs circuits électriques individuels, limités en résistivité par des résistances 26 (R1, R2), sont connectés à la sortie du circuit d'alimentation 28. L'inflammabilité par incandescence est de plus empêchée par un fusible 34 sous la forme d'un thermofusible monté en série avec le convertisseur élévateur 44 et disposant d'un bon couplage thermique avec l'élément de commutation 48 du convertisseur élévateur 44. Du côté sortie, dans chaque circuit électrique, en série avec la résistance 26 respective, un fusible 64 séparé est prévu en plus, le cas échéant.
Il en résulte un circuit d'alimentation 28 avec un premier point de prélèvement 54 où une première tension de sortie U_out_1 peut être prélevée, et un deuxième point de prélèvement 66, où une deuxième tension de sortie U_out_2 peut être prélevée. D'autres points de prélèvement peuvent être réalisés selon le même principe. Ainsi, avec un convertisseur élévateur 44 deux ou plusieurs circuits dans un système de communication 12 peuvent être alimentés permettant au total des performances supérieures. Une version particulièrement sûre enrobe le circuit d'alimentation 28, mais du moins sa bobine 46 et son élément de commutation 48 avec le dispositif de régulation et les diodes 56, 62, dans un scellement 68, en particulier un milieu de scellement, de manière à isoler le circuit 28 contre une atmosphère potentiellement explosive. Ceci est montré sur les dessins pour le mode de réalisation du circuit d'alimentation 28 selon la figure 6, mais peut également être envisagé pour le mode de réalisation selon la figure 5. Des aspects primordiaux individuels de la présente description peuvent donc être résumés brièvement comme suit :D'abord, un circuit d'alimentation 28 dans unsystème de communication 12 d'une coiffe de protection 10 pour alimenter le système de communication 12 à partir d'une source d'énergie 30, 32 associée à la coiffe de protection 10 est indiqué, dans lequel le circuit d'alimentation 28 comprend un convertisseur élévateur 44 pour une meilleure exploitation de l'énergie électrique fournie par la source d'énergie 30, 32. Par ailleurs, une coiffe de protection 10 avec un tel circuit d'alimentation 28 pour alimenter un système de communication 12 compris dans la coiffe de protection 10 et un procédé d'exploitation d'un tel circuit d'alimentation 28 sont indiqués.
LEGENDE 10 coiffe de protection 14 haut-parleur 16 écouteur 18 appareil radio 20 câble 22 microphone 24 raccord pour appareil respiratoire à air comprimé 12 système de communication 26 résistance de limitation de courant 28 circuit d'alimentation 30 pile électrique 32 pile électrique 34 fusible 36 courbe de décharge 38, 40, 42 premier, deuxième, troisième point de fonctionnement dynamique 44 convertisseur élévateur 46 bobine 48 élément de commutation 50 condensateur 52 diode de roue libre 54 (premier) point de prélèvement 56 diode d'inversion 58 circuit de protection côté entrée 60 dispositif de limitation de tension/ circuits de protection côté sortie 62 diode Zener 64 fusible 66 deuxième point de prélèvement 68 scellement

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Circuit d'alimentation (28) dans un système de communication (12) d'une coiffe de protection (10) pour alimenter le système de communication (12) à partir d'une source d'énergie (30, 32) associée à la coiffe de protection (10), caractérisé par un convertisseur élévateur (44) compris dans le circuit d'alimentation (28).
  2. 2. Circuit d'alimentation (28) selon la revendication 1, comprenant un dispositif de limitation de tension (60) disposé côté sortie.
  3. 3. Circuit d'alimentation (28) selon la revendication 2, comprenant au moins une diode Zener (62) servant de dispositif de limitation de tension (60).
  4. 4. Circuit d'alimentation (28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une diode d'inversion (56) disposée côté entrée.
  5. 5. Circuit d'alimentation (28) selon la revendication 4, comprenant un thermofusible (34) entre la ou chaque diode d'inversion (56) d'une part et le convertisseur élévateur (44) d'autre part.
  6. 6. Circuit d'alimentation (28) selon la revendication 5, comprenant une pluralité de points de prélèvement (54, 66), chacun individuellement protégé en résistivité, pour prélever une tension de sortie respective.
  7. 7. Circuit d'alimentation (28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, avec un blindage entourant le circuit d'alimentation (28).
  8. 8. Circuit d'alimentation (28) selon la revendication 7, dans lequel le circuit d'alimentation (28) est enrobé dans un milieu de scellement pour le blindage.
  9. 9. Coiffe de protection (10), comprenant un système de communication (12) et une source d'énergie (30, 32) associée à la coiffe de protection (10) pour le système de communication (12), dans laquelle le système de communication (12) comprend un circuit d'alimentation (28) selon l'une quelconque des revendications précédentes pour alimenter le système de communication (12) à partir de la source d'énergie (30, 32).
  10. 10. Procédé d'exploitation d'un circuit d'alimentation (28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel, en cas de décharge continue de la source d'énergie (30, 32), par un pilotage adéquat du convertisseur élévateur (44) dans une plage de décharge supplémentaire de la source d'énergie (30, 32), le convertisseur élévateur (44) compris dans le circuit d'alimentation (28) génère une tension d'alimentation spécifiée pour l'alimentation électrique d'un système de communication (12) d'une coiffe de protection (10).
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