PT86543B - Circuito gerador de alta tensao com consumo de corrente muito pequeno - Google Patents
Circuito gerador de alta tensao com consumo de corrente muito pequeno Download PDFInfo
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Description
DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
Ν·° 86 543
REQUERENTE: P.G.E.P. PROFESSIONAL GENERAL ELECTRONIC
PRODUCTS, francesa, com sede em 130, Rue
Jean-Pierre Timbaud, 92400 Courbevoie França.
EPÍGRAFE:
INVENTORES:
CIRCUITO GERADOR DE ALTA TENSÃO COM CON
SUMO DE CORRENTE MUITO PEQUENO
Michèle Blanchot, Daniel Dutertre-Laduree Rein André Roos.
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.
França em 15 de Janeiro de 1987, sob o n* . 87 00377.
INPI MOD. 113 RF 1(5732
Memória descritiva, referente à patente de invenção de P.G„EePe PROFESSIONAL GENERAL ELECTRONIC PRODUCTS, francesa, industrial e comercial, com sede em 1?O, Rue Jean-Pierre Timbaud, 924-00 Courbevoie, França, (inventores: Michèle Blanchot, Daniel Dutertre-Ladúree e Rein André Roos, residentes na França), para CIRCUITO GERADOR DE ALTA TENSÃO COM CONSUMO DE CORRENTE MUITO PEQUENO»
Memória Descritiva.
í i
J i| A presente invenção refere-se a um circuito geraI dor de alta tensão com consumo de corrente muito pequeno, por | exemplo para um detector de partículas»
I £· conhecida, do documento FR 2 561 778, a realiza— jção de um detector de partículas que funciona com uma intensidade da ordem do pico-ampere» Um detector deste tipo deve ter os seus eléctrodos submetidos a uma tensão elevada contínua compreendida de preferência entre 1 000 e 4 000 V»
Um objecto da presente invenção consiste em propor ί cionar um circuito gerador de tensão elevada capaz de fornecer uma tensão de 1 000 a 4 000 V, aproximadamente, num volume reduzido e com um consumo de corrente muito baixo, a partir de uma tensão de polarização de 10 V aproximadamente»
A presente invenção tem por objecto um circuito gerador de alta tensão com um consumo de corrente muito baixo, do tipo que compreende um transformador elevador de tensão e, no
-1- badorig»*-.
secundário, um circuito elevador de tensão, caracterizado por: o primário do transformador ser alimentado por intermédio de um transistor de potência cujo transístor de comando é controlado por meio de um circuito de resistência e capacidade» por, em cada período de condução do primário, o secundário provocar uma inversão de polaridade do referido condensador.
Segunde outras características da presente invenção s
- a inversão de polaridade é assegurada por acopla mente,
- o acoplamento é do tipo capacitivo,
- durante os períodos de condução do transistor de potência, a corrente no primário é da ordem de 1 À, enquanto que a corrente média no primário é inferior a 100 pA,
- a duração dos períodos de condução do primário é da ordem do micressegundo e a duração do tempo que separa dois períodos de condução sucessivos é da ordem de alguns milissegundos,
- a alta tensão no secundário e de alguns milhares de volts.
Outras características serão evidenciadas na descrição que se segue com referência ao desenho anexo, no qual as figuras representam:
A fig. 1, um esquema do circuito gerador de alta tensão segundo a presente invenção aplicado a um detector de partículas; e
A fig» 2, um exemplo de realização de um circuito elevador de tensão que pode ser utilizado no circuito da fig» 1.
Com referência à fig. 1, nela está representado um detector de partículas constituído essencialmente por dois eléctrodos (1) e (2), um dos quais (1) e alimentado com alta tensão pelo circuite de acordo com a presente invenção, estando o outro ligado à massa por intermédio de um galvanómetro (3). 0 circuito gerador’de alta tensão compreende essencialmente um circuito RC com a resistência (4) e capacidade (5) em série, dois transisto- 2 uad original res (6) e (7)» um transformador com o primário (δ) e o secundário (9) e um circuito elevador (10) o circuito KC e o primário (δ) do transformador são alimentados por uma tensão de polarização da ordem de 5 a
V. A capacidade (5) está ligada à massa. 0 ponto médio (19) do circuito RC está ligado à base dó transistor (6) de comando do transistor de potência (7)o 0 primário (δ) do transformador ! está montado em série com o transistor de potência (7). 0 secundário (9) do transformador está ligado entre, por um lado, a massa e, por outr© lado, 0 circuito elevador de tensão (10), que alimenta o eléctrodo (1) com a alta tensão.
Num exemplo particular de realização, a resistên· cia (4) é da ordem de 20 ΜΠ, a capacidade (5) é da ordem de 470 pF, o primário (δ) tem cerca de 20 espiras e o secundário de 500 a 1 000 espiras. A fig. 2 mostra um exemplo de realização de um circuito (10) elevador de tensão do tipo clássico de condensadores (11), (12), (13) e (14) e díodos (15), (16), (17) e (18).
No exemplo de realização da figo 18 a constante de itempo do circuito RC para a carga do condensador (5) é da ordem
I de alguns milissegundos e a duração da condução com corrente intensa (da ordem de 1 A) do transistor (7) e da ordem do micross^ gundo o funcionamento do circuito gerador de alta tensão é analisado da seguinte maneira: o condensador (5) carrega-se durante 21guns milissegundos; o potencial do ponto médio (19) do circuito RC, ligado à base do transistor de comando (6), atinge então o limiar de condução deste transistor (6) que se torna con dutor e dispara a condução do transistor de potência (7); o tran sistor (7) começa a conduzir e o primário (δ) do transformador é alimentado com corrente; o primário (δ), com a sua capacidade parasita, comporta-se como oscilador e uma meia onda positiva de (corrente atravessa 0 primário e o transistor (7); no fim desta meia onda, que durou cerca de 1 microssegundo, o potencial do :colector do transistor (7) e o potencial de base do transistor (7) tornam-se negativos e 0 transistor (7) fica bloqueado; duran
x te a condução do transístor (7)» surgiu uma tensão induzida no isecundário (9)♦ cuja amplitude é função da tensão de polarização no primário e da relação dos números de espiras no secundário e no primário; esta tensão é aplicada ao circuito elevador de tensão (10); quando do corte da condução no primário, o secundário (9), com a sua capacidade parasita, comporta-se como oscile.dor e uma tensão oscilante amortecida sobrepõe-se à tensão induzida pelo primário; a primeira meia onda negativaAdesta tensão oscilante provoca, pelo acoplamento simbolizado em (20), por exemplo um acoplamento capacitive, uma inversão da polaridade do ponto médio (19) do circuito RC do primário, que se toma negativa e que imobiliza o bloqueio dos transístores (6) e (7)« processo de carga do condensador (5) recomeça então durante cerca de 10 ms, até um novo disparo da condução dos transístores do primário com uma duração de 1 microssegundo, e assim sucessivamente, o que assegura a subida da tensão do eléctrodo (1) e manutenção de uma tensão elevada neste eléctrodo
Deve notar-se que o secundário (9), com a sua capa cidade parasita, se comporta como oscilador de alta frequênciao A oscilação do secundário é amortecida pela sua resistência própria que influi na amplitude desta oscilação» Além disso, o circuito elevador de tensão (10) tem uma corrente de fuga da ordem de 1 nA, devido essencialmente às fugas nos condensadores (11) a (14) e nos díodos (15) a (18)» Â impedância correspondente às fugas neste circuito afecta pois a amplitude das tensões geradas no secundário» Por outro lado, o detector de partículas constituido pelos eléctrodos (1) e (2) e o galvanómetro (5) tem uma particularidade: a presença de partículas tem como consequência um aumento da corrente entre os electrodos (1) e (2)o Este aumen t© da corrente no detector diminui também a amplitude das tensões geradas no secundário» Daí resulta que a polarização negati va aplicada ao ponto (19) do primário pelo acoplamento (20) é de menor amplitude» Por isso, o tempo de recarga do condensador (5) torna-se menor e o intervalo entre dois períodos de condução do primário torna-se também menor, o que permite manter a alta _ 1 ~ BAD ORIGINAL
....--λ· . ..___ — t tensão no eléctrodo (1) no seu nível elevado: verifica-se que há uma auto-regulação da alta tensão» circuito gerador de alta tensão segundo a presen te invenção é notável pela sua simplicidade» o pouco espaço por ele ocupado (alguns centímetros cúbicos) o seu baixo consumo de potência média» Com efeito» embora durante os períodos de condução do primário a corrente primária seja da ordem de 1 A, a corrente média primária é da ordem de 100 microamperes» Nos geradores de alta tensão com oscilador bloquead© do tipo clássico, a corrente média primária é da ordem de 100 mA, isto é, 1 000 vezes maior»
Finalmente» o circuito gerador de alta tensão de acordo com a presente invenção permite dispor no electrodo (1) do deteotor de partículas de uma tensão continua com um valor de alguns milhares de volts» 0 valor desta tensão é determinado pele valor da tensão de polarização do primário, pela relação dos numeros de espiras do secundário e do primário e pela estrutura do circuito elevador de tensão (10)o circuito gerador de alta tensão segundo a presen te invenção é tanto mais eficaz quanto mais as suas dimensões forem reduzidas»
Ele é aplicável aos aparelhos que necessitam de uma tensão elevada e que têm um consumo de corrente muito pequeno, por exemplo os detectores de partículas para a detecção de fumos e de gases, os detectores de vapores (de sódio, por exemplo), de poeiras, de aerossois ou de iões, os filtros activados para máscaras respiratórias, as lunetas de infravermelhos ou os purificadores de ar, sem que esta listei seja limitativa»
Claims (1)
- REIVINDICAÇÕES- lô Circuito gerador de alta tensão com consumo de cor· rente muito pequeno do tipo que compreende um transformador elebad ORIG|NAL s vador de tensão e9 no secundário, um circuito elevador de tensão caracterizado por o primário do transformador ser alimentado por intermédio de um transístor de potência cujo transístor de coman do é controlado por meio de um circuito Cie resistência e capacidade e por, em cada período de condução do primário, o secundário provocar uma inversão da polaridade da referida capacidade«,- Circuito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a inversão de polaridade ser assegurada por acoplamento ·- 3a _Circuito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por e acoplamento ser do tipo capacitivoo- 4ê -Circuito de acordo com a reivindicação ls caracterizado por durante os períodos de condução do transístor de potência (7)9 a corrente no primário (δ) ser da ordem de 1 A, enquanto que a corrente média no primário (8) é inferior a 100 microamperes o- -Circuito de acordo com a reivindicação 4-, caracterizado por a duração dos períodos de condução do primário ser da ordem do microssegundo e a duração que separa dois períodos de condução sucessivos ser da ordem de alguns milissegundoso- 6* Circuito de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a alta tensão no secundário ser de alguns milhares de volts oA requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado na França em 15 de Janeiro de 1987, sob bad original-λ1- 6 o nS. 87 00377
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