HU186250B

HU186250B - Current supplying apparatus operating automatically, for electric sheep-pen

Info

Publication number: HU186250B
Application number: HU27883A
Authority: HU
Inventors: Ferenc Halasz; Jozsef Terjeki
Original assignee: Ferenc Halasz; Jozsef Terjeki
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1985-06-28

Abstract

A találmány tárgya egy szakaszosan üzemelő, az állatok érintésére automatikusan induló villamos áramszolgáltató készülék. A megoldás lényege, hogy a karámot a telep feszültség szintjére egy töltő áramkör feltölti, amely feszültség az érintkezés folytán csökkenni kezd. Ekkor a készülék oszcillátora (1) a vezérelt tápfeszültség kapcsolón (5) keresztül feszültséget kap, a teljesítmény erősítő fokozaton keresztül impulzusok jutnak a karámra. A teljesítmény erősítő fokozatban energia visszatápláló kapcsolás alkalmazásával a készülékben és a karámban felhalmozódó induktív és kapacitív energiákat, amelyek nem jutnak az állatra, visszatáplálja a telepbe (4). A karám az érintés megszűnése után ismét feltöltődik, az oszcillátor (1) leáll, a telep (4) nem terhelődik tovább. (1. ábra) -1-The present invention relates to a batch-operated electrical power supply device which automatically starts to touch animals. The essence of the solution is that the paddle is charged to the battery voltage level by a charging circuit, which voltage decreases as a result of contact. Then the oscillator (1) of the device receives voltage via the controlled power switch (5), and pulses are passed through the power amplifier stage. In the power amplifier stage, by using an energy regenerative circuit, the inductive and capacitive energies accumulated in the device and the paddle, which do not reach the animal, are fed back into the battery (4). After the contact disappears, my flange recharges, the oscillator (1) stops, the battery (4) does not load. (Figure 1) -1-

Description

A ma elterjedt villamos karámot tápláló készülékek általában folyamatos üzeműek. Emiatt sok energiát igényelnek akkor is, amikor az őrzött állatok nem érnek hozzá a kerítéshez. Ez a telepről üzemelő készülékek esetében — sok előnyük ellenére — hátrányként 5 jelentkezik.The devices used today to feed the electric fence are generally continuous. Because of this, they require a lot of energy even when guarded animals do not touch the fence. This comes with a disadvantage 5 for battery operated devices, despite their many advantages.

Az energia felhasználás hatásfokát tovább csökkentheti a teljesítmény végerősítő nem optimális kialakítása. Az általánosan elterjedt megoldásokban ugyanis egy töltőáramkor feltölt egy energiatároló 10 kondenzátort, amely az impulzus ideje alatt egy kapcsoló felhasználásával a teljesítmény transzformátoron keresztül kisül. Ilyen megoldást láthatunk az NSZK-ban bejelentett 2225 630 sz. szabadalmi leírásban. Itt a telep alacsony feszültségét egy transzverter '5 segítségével feltranszformálják, majd a váltófeszültséget egyenirányítják, és egy nagyfeszültségű pufferkondenzátort töltenek fel. A kívánt időpillanatban a gyújtóáramkör bekapcsolja a tirisztort és így a kondenzátor a teljesítménytranszformátoron keresztül 20 kisül. A kondenzátorban felhalmozott energia teljes egészében hővé alakul a terhelés és az áramkör belső ellenállásain. Ekkor a töltés újrakezdődik és a folyamat megismétlődik. Tehát minden impulzushoz újra és újra fel kell tölteni a tároló kondenzátort. 2'Energy efficiency can be further reduced by sub-optimal design of the power amplifier. In general, in a charging current, an energy storage capacitor 10 is charged which, during a pulse, uses a switch to discharge the power through a transformer. Such a solution can be seen in the 2225 630 announced in the German Federal Government. in U.S. Pat. Here, the low voltage of the battery is transformed by means of a converter '5, then the alternating voltage is rectified and a high-voltage buffer capacitor is charged. At the desired time, the ignition circuit activates the thyristor and thus the capacitor is discharged through the power transformer. The energy accumulated in the capacitor is completely converted into heat at the load and the internal resistances of the circuit. Charging will then start again and the process will repeat. So, for each pulse, the storage capacitor must be charged again and again. 2 '

Szintén egy energiatároló kondenzátor töltésén és kisütésén alapuló impulzus keltő fokozata van a magyar 171 482 számú szabadalmi leírásnak, azonban energiaelhasználását a szakaszos működés lényegesen lecsökkenti. A szakaszos üzemet egy „érzékelő” fel- 22 használásával éri el.There is also an impulse generating step based on the charging and discharging of an energy storage capacitor in Hungarian Patent No. 171,482, but its use of energy is significantly reduced by batch operation. To achieve intermittent operation, use a “sensor”.

Ez az érzékelő a kerítésre és a generátor vezérlő bemenetére kapcsolódik. A készülék működése azon alapul, hogy érzékelő a kerítés és a föld közötti ellenállás változást felhasználva indítja vagy leállítja a ge- 35 nerátort. A generátor jeleinek hatására a kapcsoló áramkörben levő feltöltött kondenzátort egy kapcsoló a transzformátoron keresztül kisüti. Ez a folyamat addig ismétlődik, amíg a kerítés és a föld között az érzékelő ellenállás változást érzékel, vagyis az állatok a kerítéshez érnek. Az érintés megszűnése után az impulzus keltés megszűnik, az áramfelvétel minimálisra csökken.This sensor is connected to the fence and the generator control input. The operation of the device is based on the fact that the sensor starts or stops the generator using a change in resistance between the fence and the ground. As a result of the generator signals, the charged capacitor in the switch circuit is discharged by a switch through the transformer. This process is repeated until the sensor resistance changes between the fence and the ground, ie the animals touch the fence. After the touch has stopped, the pulse generation stops and current consumption is minimized.

A találmányunk szerinti áramszolgáltató készülék is a szakaszosan üzemelők közé tartozik, azonban az 45 előzőtől eltérő rendszertechnikai megoldása van, áramköri megoldásai miatt pedig kedvezőbb energiafelhasználást tesz lehetővé, mint az említett megoldások.The power supply device of the present invention is also one of the intermittent ones, but it has a different system technology from the previous 45, and because of its circuitry solutions, it offers a better energy consumption than the aforementioned solutions.

Találmányunk szerinti áramszolgáltató készülék lé- 5,3 nyege abban áll, hogy karámfeltöltő áramkört, vezérelt tápfeszültség kapcsolót és energíavisszatápláló áramkört tartalmaz. A készülék az automatikus — szakaszos — üzemet úgy éri el, hogy a kerítést kis értékű egyenfeszültségre tölti fel és figyeli ezen feszült- 55 ség egy adott tartományból való kilépését, amelyet a kerítés megérintése okoz.The power supply device of the present invention comprises a pen-loading circuit, a controlled power switch, and a power supply circuit. The unit achieves automatic, intermittent operation by charging the fence to a low-voltage direct current and observing the output of this voltage from a given range caused by touching the fence.

A karám csökkentő feszültsége bekapcsolja a vezérelt telepkapcsolót, ily módon látva el tápfeszültséggel a készülék oszcillátorát. Az oszcillátor a szabvány ál- go tál megszabott időzítésű impulzusokkal vezérli a teljesítmény erősítő fokozatot. A teljesítmény erősítő fokozatban alkalmazott energia visszatápláló áramkör a karámban és a készülékben felhalmozódott induktív és kapacitív energiákat — amelyek nem jutnak az ál- g₅latra — visszatáplálja a telepbe.The plunger reducing voltage activates the controlled battery switch, thereby supplying power to the oscillator of the device. The oscillator controls the power amplification stage with pulses of standard timing standard timing. The power supply circuit used in the power amplification stage recharges the inductive and capacitive energy accumulated in the pen and device, which does not reach about ₅ lats, to the battery.

Az impulzus keltés mindaddig tart amíg az állat söntöli a karámot. Ha a karám érintése megszűnik, az lassan feltöltődik és a vezérelt tápfeszültség kapcsoló kikapcsol. Ekkor az oszcillátor is leáll, a kerítésre nem kerül nagyfeszültségű impulzus. Ebben az állapotban — amely a következő érintésig fennáll — a készülék áramfelvétele gyakorlatilag nulla. Ily módon a telep kihasználása ideális, mert a nagyfeszültségű impulzusokat jó hatásfokkal állítjuk elő, az érintésmentes időtartam alatt pedig nem terheljük azt.The pulse generation lasts as long as the animal shakes the pen. When the paddle is removed, it will slowly recharge and the controlled power switch will turn off. The oscillator also stops, no high voltage pulse is applied to the fence. In this state - until the next touch - the power consumption of the device is practically zero. In this way, the battery is ideally utilized because high voltage pulses are produced with high efficiency and are not charged over a non-contact period.

Az 1. ábra a találmány szerinti áramszolgáltató készülék célszerű kiviteli alakját, aFigure 1 illustrates a preferred embodiment of a power supply device according to the invention, a

2.a ábra a működő készülék oszcillátorának kimeneti feszültségét, aFigure 2a shows the output voltage of the oscillator of the operating device, a

2.b ábra a vezérelt áramgenerátor és a vele párhuzamos visszatápláló dióda feszültségét, aFig. 2b shows the voltage of the controlled current generator and its parallel return diode,

2.c ábra az impulzus transzformátor munkaponti primer áramát ábrázolja az idő függvényében.Figure 2c depicts the pulse transformer operating point primary current versus time.

Az ábrákon alkalmazott jelölések jelentése:The symbols used in the figures have the following meanings:

Az 1. ábrán: — a készülék 1 oszcillátora, — a vezérelt áramgenerátor, — az impulzus transzformátor — primer tekercse, — szekunder tekercse, — a készülék 4 telepe, — a készülék 41, 42 első ill. második kapcsa, — a visszatápláló áramkör 61 első diódája, — a visszatápláló áramkör 62 első kondenzátora, — a karám feltöltő áramkör 71 első ellenállása, — a karám feltöltő áramkör 72 második kondenzátora.In Fig. 1: - oscillator 1 of the device, - controlled current generator, - primary winding of the pulse transformer, - secondary winding, - 4 batteries of the device, - first or second device 41, 42. a second terminal, - a first diode 61 of the feeder circuit, - a first capacitor 62 of the feeder circuit, - a first resistor 71 of the plunger charging circuit, - a second capacitor 72 of the plunger charging circuit.

A 2.a, b, c ábrán azIn Fig. 2.a, b, c

U (1) — indító jel, az oszcillátor kimeneti feszültségét, azU (1) - start signal, oscillator output voltage,

U (2, 61) — a vezérelt áramgenerátor és a vele párhuzamosan kapcsolt visszatápláló dióda feszültségét, az U (4) — a telep feszültségét, az I (31) — primer áram, az impulzus transzformátor primer tekercsének áramát jelenti.U (2, 61) means the voltage of the controlled current generator and the parallel diodes connected thereto, U (4) - the voltage of the battery, I (31) - the primary current, the current of the primary winding of the pulse transformer.

Az 1. ábrán a találmány szerinti áramszolgáltató készülék célszerű kiviteli alakját láthatjuk.Figure 1 illustrates a preferred embodiment of a power supply device according to the invention.

A találmány szerinti megoldás 62 első kondenzátora és 61 első diódája a 2 vezérelt áramgenerátorral párhuzamosan kapcsolva, az egyik közösített kapcsuk a 4 telep 42 második kapcsához, másik közösített kapcsuk a mágneses energiatárolóként kialakított 3 impulzus transzformátor 31 primer tekercsével sorosan kapcsolva a 4 telep 41 első kapcsához van kötve.The first capacitor 62 and the first diode 61 of the present invention are connected in parallel with the current generator 2, one common terminal to the second terminal 42 of the battery 4 and the other common terminal to the primary terminal 31 of the pulse transformer 3 is bound.

Szintén a 4 telep két kapcsa közé csatlakozik a sorosan kötött 72 második kondenzátor és 71 első ellenállás oly módon, hogy a 72 második kondenzátor a 42 második kapocshoz kötött. A 42 második kondenzátor közösített pontjára csatlakozik a 3 impulzus transzformátor 32 szekunder tekercsének második kapcsa, míg annak első kapcsa a kerítésre kötött.Also connected between the two terminals of the battery 4 is the second capacitor 72 and the first resistor 71 connected in series such that the second capacitor 72 is connected to the second terminal 42. Connected to the common point of the second capacitor 42 is the second terminal 32 of the secondary winding 32 of the pulse transformer 3, while its first terminal is connected to the fence.

A készülék 1 oszcillátora egyrészt a 4 telep 42 második kapcsára, másrészt a találmány szerinti elrendezésben egy 5 vezérelt tápfeszültség kapcsolón keresztül a 4 telep 41 első kapcsához kapcsolt. Az 1 oszcillátor jel kimenete a 2 vezérelt áramgenerátort vezérli, azThe oscillator 1 of the device is connected to the second terminal 42 of the battery 4 and to the first terminal 41 of the battery 4 in the arrangement according to the invention via a controlled power switch 5. The output of the oscillator signal 1 controls the controlled current generator 2, i

-2186250 vezérelt tápfeszültség kapcsoló vezérlő bemenete a első ellenállás, 72 második kondenzátor és a 3 impulzus transzformátor 32 szekunder tekercsének közösített pontjához kötött.The control input of the -2186250 controlled power switch is connected to a common point of the resistor 32, the second capacitor 72, and the secondary winding 32 of the pulse transformer 3.

A készülék működését a 2a, 2b és 2c ábrák segítségével követhetjük végig.Figures 2a, 2b and 2c illustrate the operation of the device.

A 2 vezérelt áramgenerátor — amely célszerűen egy nagyfeszültségű kapcsoló tranzisztorral van kivitelezve — a to időpillanattól kezdődően U (1) indító jelet kap. Ennek hatására I (31) primer áram indul meg a 1 41 első kapocsból a 2 vezérelt, áramgenerátoron keresztül a 42 második kapocsba. Miután I (31) primer áram a kívánt értéket elérte az 1 oszcillátor kikapcsolja a 2 vezérelt áramgenerátort a ti időpillanatban.The controlled current generator 2, which is preferably implemented with a high-voltage switching transistor, receives a start signal U (1) from time t to. This causes the primary current I (31) to start from the first terminal 1 41 through the controlled current generator 2 to the second terminal 42. After the primary current I (31) has reached the desired value, the oscillator 1 shuts off the controlled current generator 2 at time t1.

A 3 impulzus transzformátor I (31) primer árama 1 folyamatosan csökkenve tovább folyik és feltölti a 62 első kondenzátort. Minthogy 62 első kondenzátor viszonylag kis kapacitású, ezért feszültsége az I (31) primer áram hatására a tápfeszültség többszöröséig is növekedhet. Miután az I (31) primer áram nullára csökken a t₂ időpillanatban, irányt vált és a feltöltött 62 első kondenzátorból a 31 primer tekercsen keresztül a 4 telepbe energiát táplál vissza. Miután a 62 első kondenzátor feszültsége t₃ időpillanatban nullára csökkent, kinyit a 61 első dióda és az I (31) primer áram rajta keresztül nullára csökken.The primary current 1 of the pulse transformer 3 (31) continues to flow downward and charges the first capacitor 62. Since the first capacitor 62 is relatively small in capacity, its voltage may increase to a multiple of the supply voltage by the primary current I (31). After the primary current I (31) drops to zero at time t ₂ , it reverses direction and supplies power from the charged first capacitor 62 to the battery 4 via the primary coil 31. After the voltage of the first capacitor 62 has dropped to zero at time t ₃ , the first diode 61 is opened and the primary current I (31) is reduced to zero through it.

Ezzel befejeződik az energia visszatáplálás a 62 első kondenzátorból és a 3 impulzus transzformátorból a 4 telepbe, amely folyamat az előzőekben említett megoldásokban nem található meg.This completes the power supply from the first capacitor 62 and the pulse transformer 3 to the battery 4, a process not found in the above solutions.

Az áramszolgáltató készülék találmány szerinti megoldásainak további újdonsága, hogy a szakaszos üzemet a kerítésnek kis értékű egyenfeszültségre való feltöltésével, és ezen karám egyenfeszültségnek adott tartományból való kilépésének figyelésével érjük el.A further novelty of the power supply device according to the invention is that the batch operation is achieved by filling the fence with low-voltage direct current and monitoring the exit of this corrugated DC voltage from a given range.

A karám egyenfeszültsége célszerűen a 4 telep feszültségével egyezik meg és a 71 első ellenállásból és második kondenzátorból alkotott töltőáramkörrel hozzuk létre. A kerítés érintése esetén a 72 második kondenzátorból kisütő áram indul meg a 32 szekunder tekercsen, a kerítésen, a megérintő állat testén, és a földön keresztül a leföldelt 42 második kapocsba. Amennyiben a 72 második kondenzátor feszültsége és a 4 telep feszültsége között nagyobb lesz a különbség, mint az 5 vezérelt tápfeszültség kapcsoló küszöbfeszültsége, úgy az bekapcsolja az 1 oszcillátor számára a tápfeszültséget amire aztán nagyfeszültségű impulzusok jutnak a kerítésre.The DC voltage of the plunger is preferably equal to the voltage of the battery 4 and is formed by a charging circuit consisting of a first resistor 71 and a second capacitor. When the fence is touched, a discharge current from the second capacitor 72 is initiated through the secondary coil 32, through the fence, through the body of the touching animal, and through the ground to the grounded second terminal 42. If the difference between the voltage of the second capacitor 72 and the voltage of the battery 4 is greater than the threshold voltage of the controlled power switch 5, it switches on the supply voltage for the oscillator 1, which then receives high voltage pulses to the fence.

Az impulzus keltés addig tart, amíg az érintés megszűnése után a 72 második kondenzátor feszültsége ismét az adott szintnél jobban megközelíti — feltöltődése révén — a 4 telep feszültségét. Ekkor az 5 vezérelt tápfeszültség kapcsoló ismét kikapcsol és a készülék áramfelvétele megszűnik.The pulse generation lasts until the voltage of the second capacitor 72, once it has ceased to be touched again, approaches the voltage of the battery 4 by charging. The controlled power switch 5 will then turn off again and the device will no longer draw power.

Találmányunk előnyös tulajdonságai tehát:Advantages of the present invention are thus:

— karám feltöltő és energia visszatápláló áramkört, valamint vezérelt telepkapcsolót tartalmaz, — a vezérelt telepkapcsoló vezérlő bemenete nem 5 nagyfeszültségű pontra kötött, így elhagyható egy speciális impulzustűrő ellenállásosztó, — a vezérelt telepkapcsoló érzékelő pontja szerencsés kialakításban egy LC szűrőn keresztül kapcsolódik a karámhoz, amely a transzformátor szekunder induktivitásából és a karám feltöltő kondenzátorból all, — az impulzuskeltés jó hatásfokú mivel az induktív és kapacitív energiák egy része visszajut a telepbe.- contains a recharging and power supply circuit and a controlled battery switch, - the controlled battery switch control input is not connected to 5 high voltage points, thus eliminating the need for a special impulse resistance resistor, - the controlled battery switch sensor point all from the secondary inductance of the transformer and the repeater charge capacitor, - the impulse generation is highly efficient since some of the inductive and capacitive energies return to the battery.

Az említett megoldásokkal nagy megbízhatóságú 5 működést, kis fogyasztást, jól kézbentartható impulzus jellemzőket és külső zavaroktól való érzéketlenséget érünk el, amely előnyök együttesen a találmány szerinti készülék előnyös felhasználását teszik lehetővé.These solutions achieve high reliability, low power consumption, well-defined pulse characteristics, and insensitivity to external disturbances, all of which provide the advantageous use of the device of the present invention.

Claims

Automatic power supply device having an oscillator (1), a controlled current generator 25 (2), a pulse transformer (3) in the form of a magnetic energy storage device, the battery (4) arranged such that the second power supply point of the oscillator (1) is connected to the second terminal (42), the controlled current generator (2) is connected in series with the primary winding (31) of the energy storage pulse transformer (3), the first terminal of the secondary winding (32) of the pulse transformer to the a second terminal (42) connected to a grounding point, the output point (35) of the oscillator (1) being connected to a control input of a controlled current generator (2), characterized in that the device is controlled by a power switch (5B); a first capacitor (62), a first resistor 40 (71) and a second capacitor as a repeater charging circuit (72) comprising: the controlled power switch (5) connected in series between the first terminal (41) of the battery and the first power supply point of the oscillator (1), the first diode (61) and the first capacitor (62) being connected in parallel. ve45 with a current generator (2), the first resistor (71) being connected in series to the second terminal (42) of the battery, the first resistor (71) and the second capacitor (72) being connected in series with the second capacitor (72) connected to its common point 5Q is the second terminal (32) of the secondary winding (32) of the pulse transformer (3) and the control input of the controlled power switch (5).

2 pieces of figure