La présente invention concerne les électrificateurs de clôtures portablesThe present invention relates to portable fence energizers
pouvant être alimentés de manière autonome par une source d'énergie électrique comme une pile ou comme une batterie par exemple au plomb. can be powered autonomously by a source of electrical energy such as a battery or a battery for example lead.
Une donnée essentielle d'un tel électrificateur portable est son autonomie de fonctionnement dans des conditions normales d'utilisation. Pour des grandeurs électriques de sortie identiques et une source d'énergie électrique donnée, l'utilisateur préférera l'électrificateur portable ayant la consommation électrique la plus faible, c'est-à-dire celui qui aura l'autonomie la plus grande. An essential element of such a portable energizer is its autonomy of operation under normal conditions of use. For identical electrical output quantities and a given source of electrical energy, the user will prefer the portable electrifier having the lowest power consumption, that is to say the one that will have the greatest autonomy.
Les électrificateurs portables selon l'art antérieur comportent au moins un condensateur dont la capacité est comprise entre 5 et 50 F, ayant pour fonction de stocker l'énergie. Ce condensateur de stockage est dans un premier temps chargé sous une tension de charge comprise entre 300 V et 900 V. Puis, dans un second temps, à partir du moment où un circuit de décharge est fermé, le condensateur de stockage se décharge dans un enroulement primaire d'un transformateur de sortie. Portable electrifiers according to the prior art comprise at least one capacitor whose capacity is between 5 and 50 F, whose function is to store the energy. This storage capacitor is initially charged under a charging voltage of between 300 V and 900 V. Then, in a second step, from the moment a discharge circuit is closed, the storage capacitor discharges into a primary winding of an output transformer.
Le circuit de décharge est fermé par exemple en basculant un thyristor de son état bloqué vers son état passant. La constante de temps du circuit de décharge est prédéfinie de manière à ce que le temps de décharge du condensateur de stockage soit très rapide. The discharge circuit is closed for example by switching a thyristor from its off state to its on state. The time constant of the discharge circuit is predefined so that the discharge time of the storage capacitor is very fast.
Aux bornes de l'enroulement secondaire du transformateur de sortie agissant comme amplificateur de tension, une impulsion ayant une tension élevée est générée. Cette impulsion se propage le long du fil de clôture réalisé en un matériau conducteur du courant électrique délimitant la parcelle clôturée. At the terminals of the secondary winding of the output transformer acting as a voltage amplifier, a pulse having a high voltage is generated. This pulse propagates along the fence wire made of a conductive material of the electric current delimiting the fenced plot.
Le cycle de fonctionnement de l'électrificateur débute par la charge du condensateur de stockage puis se poursuit par la décharge de ce dernier. La période du cycle de fonctionnement de l'électrificateur est donnée par la période A d'actionnement du thyristor consistant à basculer ce dernier de son état bloqué vers son état passant. La période A correspond donc à la période des impulsions le long du fil conducteur de la clôture. The operating cycle of the energizer starts with the charging of the storage capacitor and then continues with the discharge of the latter. The period of the operating cycle of the energizer is given by the operating period A of the thyristor consisting of switching the latter from its off state to its on state. Period A corresponds to the period of pulses along the fence wire.
Sur la figure 1 des dessins placés en annexe, la tension Uc aux bornes du condensateur de stockage est représentée en fonction du temps. Sur une période A, la tension Uc augmente progressivement pour atteindre une tension de référence U0. Au bout d'une période A, le thyristor est basculé pour décharger la capacité de stockage. La tension Uc chute quasiment instantanément à la valeur nulle. Le cycle suivant débute. In FIG. 1 of the appended drawings, the voltage Uc at the terminals of the storage capacitor is represented as a function of time. Over a period A, the voltage Uc gradually increases to reach a reference voltage U0. After a period A, the thyristor is switched to unload the storage capacity. The voltage Uc drops almost instantaneously to zero. The next cycle begins.
Pour générer une tension de charge de l'ordre de 300 à 900 V aux bornes du condensateur de stockage à partir d'une pile de 9 V ou d'une batterie de 12 V, il est connu d'utiliser un convertisseur à accumulation d'énergie à rapport cyclique de découpage constant couramment dénommé par l'homme de l'art montage FLYBACK . To generate a charging voltage of the order of 300 to 900 V at the terminals of the storage capacitor from a 9 V battery or a 12 V battery, it is known to use a battery storage converter. Constant cutting duty cycle energy commonly referred to by those skilled in the art FLYBACK editing.
Or, la tension aux bornes de la source d'énergie électrique varie au cours du temps. Si la batterie ou la pile est utilisée dans un état proche de la pleine charge, la tension entre ses bornes est proche d'une tension de référence, par exemple 9V dans le cas d'une pile. La puissance disponible étant alors importante, le condensateur de stockage est chargé rapidement. C'est le cas de figure représenté sur le graphe a) de la figure 1. However, the voltage at the terminals of the source of electrical energy varies over time. If the battery or the battery is used in a state close to full load, the voltage between its terminals is close to a reference voltage, for example 9V in the case of a battery. The available power is then important, the storage capacitor is loaded quickly. This is the case shown in graph a) of Figure 1.
En revanche, lorsque la batterie, ou la pile, est utilisée dans un état proche de la décharge, la tension entre ses bornes est faible. La puissance électrique disponible est réduite et le dispositif de charge du condensateur de stockage met plus de temps pour charger ce dernier et atteindre la tension de référence Uo. C'est ce qui est présenté sur le graphe b) de la figure 1. On the other hand, when the battery, or the battery, is used in a state close to the discharge, the voltage between its terminals is low. The available electrical power is reduced and the charging device of the storage capacitor takes longer to charge the latter and reach the reference voltage Uo. This is shown in graph (b) of Figure 1.
Finalement, la durée de charge du condensateur de stockage étant limitée par la période A d'actionnement du thyristor, lorsque la batterie, ou la pile, est dans un état proche de la décharge, le thyristor devient passant avant que le condensateur de stockage soit complètement chargé. En conséquence, l'impulsion générée dans le fil de clôture par la décharge du condensateur de stockage chargé partiellement a une puissance électrique insuffisante. Il est alors nécessaire de changer la source d'énergie électrique. Finally, the charging duration of the storage capacitor being limited by the operating period A of the thyristor, when the battery, or the battery, is in a state close to the discharge, the thyristor becomes on before the storage capacitor is completely charged. As a result, the pulse generated in the closing wire by the discharge of the partially charged storage capacitor has insufficient electrical power. It is then necessary to change the source of electrical energy.
Donc selon l'état de l'art antérieur, l'utilisation d'un convertisseur à accumulation d'énergie à rapport cyclique constant, avec pour objectif de maintenir une tension Uo de charge du condensateur de stockage constante sur la durée de vie de la source d'énergie électrique, conduit à avoir une charge du condensateur de stockage très rapide lorsque la source d'énergie électrique est proche de la pleine charge. Cette disposition constructive, connue sous le nom de "compensation d'usure de pile", implique que lorsque la source d'énergie électrique est dans un état proche de la pleine charge, la présence de courants d'intensité élevée dans le convertisseur à accumulation d'énergie entraîne des pertes par effet Joule importantes. Ces pertes sont préjudiciables dans la recherche de l'autonomie la plus grande possible pour l'électrificateur. Therefore, according to the state of the prior art, the use of a constant duty cycle energy storage converter, with the objective of maintaining a voltage Uo of charge of the storage capacitor constant over the lifetime of the electric power source, leads to having a storage capacitor charge very fast when the power source is close to full load. This constructive arrangement, known as "battery wear compensation", implies that when the power source is in a state close to full load, the presence of high current in the accumulator energy causes significant Joule losses. These losses are detrimental in the search for the greatest autonomy possible for the energizer.
L'invention a donc pour but de proposer un électrificateur de clôture amélioré ne présentant pas les défauts énoncés ci-dessus. The object of the invention is therefore to propose an improved fence energizer which does not have the defects mentioned above.
Pour cela l'invention a pour objet un électrificateur de clôture autonome, apte à générer entre ses bornes de sortie des impulsions électriques, comportant une source d'énergie électrique apte à délivrer une tension d'alimentation; un condensateur de stockage d'énergie; un circuit de décharge du condensateur de stockage; et, un convertisseur à accumulation d'énergie comportant: - un interrupteur commandé par un signal de commande; - un transformateur dont le secondaire est relié aux bornes du condensateur de stockage et dont le primaire est monté en série avec ledit 15 interrupteur commandé entre les bornes de la source d'énergie électrique; l'électrificateur étant caractérisé en ce qu'il comporte un modulateur de largeur d'impulsion apte à modifier une largeur d'impulsion du signal de commande de l'interrupteur commandé pour moduler le temps de conduction de l'interrupteur commandé en fonction de la tension d'alimentation délivrée par ladite source. For this the invention relates to an autonomous fence energizer, able to generate between its output terminals of the electrical pulses, comprising a source of electrical power capable of delivering a supply voltage; an energy storage capacitor; a discharge circuit of the storage capacitor; and, an energy storage converter comprising: - a switch controlled by a control signal; a transformer whose secondary is connected to the terminals of the storage capacitor and whose primary is connected in series with said controlled switch between the terminals of the source of electrical energy; the energizer being characterized in that it comprises a pulse width modulator capable of modifying a pulse width of the control signal of the controlled switch in order to modulate the conduction time of the controlled switch as a function of the supply voltage supplied by said source.
De préférence, la largeur d'impulsion (i) est ajustée pour que la durée de charge du condensateur de stockage jusqu'à une tension de référence prédéterminée soit essentiellement constante en fonction de la tension d'alimentation délivrée par la source. Preferably, the pulse width (i) is adjusted so that the charge duration of the storage capacitor up to a predetermined reference voltage is substantially constant as a function of the supply voltage delivered by the source.
De préférence encore, la largeur d'impulsion (i) est ajustée de telle sorte que la durée de charge du condensateur de stockage soit égale ou légèrement inférieure à la période 0 d'actionnement du thyristor donc à la durée entre deux impulsions électriques en sortie délivrées au fil de clôture. More preferably, the pulse width (i) is adjusted so that the charging duration of the storage capacitor is equal to or slightly less than the operating period 0 of the thyristor and therefore the duration between two electrical pulses at the output issued at the closing wire.
Dans un mode de réalisation, le modulateur de largeur d'impulsion est un circuit intégré électronique. De préférence, le modulateur de largeur d'impulsion 30 d'impulsion est alors du type régulateur à découpage. In one embodiment, the pulse width modulator is an electronic integrated circuit. Preferably, the pulse width modulator 30 is then of the switching regulator type.
Dans un autre mode de réalisation, le modulateur de largeur d'impulsion comporte un microcontrôleur apte à exécuter un programme stocké dans une mémoire dudit microcontrôleur. In another embodiment, the pulse width modulator comprises a microcontroller capable of executing a program stored in a memory of said microcontroller.
De préférence, le programme, exécuté par ledit microcontrôleur lors d'une 5 phase de charge dudit condensateur de stockage, comporte: un moyen d'acquisition de la tension d'alimentation apte à lire une tension corrélée à la tension d'alimentation entre deux bornes d'entrée du microcontrôleur et à mémoriser la tension lue en tant que valeur instantanée de tension d'alimentation réduite; un moyen de déduction de la largeur d'impulsion apte à lire ladite tension d'alimentation réduite mesurée et à déduire, en fonction de cette dernière, une valeur instantanée de la largeur d'impulsion; et, un moyen de définition d'une variable de commande apte à lire avec une période T ladite largeur d'impulsion déduite, et, sur la période T, à associer à une variable de commande temporelle une succession de valeurs ayant une première valeur parmi une valeur haute et une valeur basse sur une durée strictement égale à ladite largeur d'impulsion, et ayant une seconde valeur sur la durée complémentaire, le microcontrôleur comportant un moyen d'émission apte à émettre un signal de commande temporel correspondant aux valeurs successives de la variable de commande. Preferably, the program, executed by said microcontroller during a charging phase of said storage capacitor, comprises: means for acquiring the supply voltage able to read a voltage correlated with the supply voltage between two input terminals of the microcontroller and to memorize the read voltage as an instantaneous value of reduced supply voltage; a pulse width deduction means adapted to read said measured reduced supply voltage and to derive, as a function of the latter, an instantaneous value of the pulse width; and a means for defining a control variable adapted to read with a period T said deduced pulse width, and, over the period T, to associate with a time control variable a succession of values having a first value among a high value and a low value over a period strictly equal to said pulse width, and having a second value over the complementary duration, the microcontroller comprising a transmission means capable of transmitting a temporal control signal corresponding to the successive values of the control variable.
De préférence, le programme comporte en outre un moyen d'évaluation de la charge du condensateur de stockage apte à évaluer la tension de charge aux bornes 25 du condensateur de stockage et un moyen de comparaison apte à comparer et à interrompre la charge dudit condensateur de stockage lorsque la tension de charge est supérieure ou égale à la tension de référence prédéterminée. Preferably, the program further comprises a storage capacitor charge evaluation means capable of evaluating the charging voltage at the terminals of the storage capacitor and a comparison means capable of comparing and interrupting the charge of said capacitor of the storage capacitor. storage when the charging voltage is greater than or equal to the predetermined reference voltage.
L'invention a également pour objet un procédé de charge d'un condensateur de stockage d'énergie dans un électrificateur de clôture autonome comportant une 30 source d'énergie électrique, un convertisseur à accumulation d'énergie ayant un interrupteur commandé par un signal de commande et un transformateur dont le 15 secondaire est relié aux bornes du condensateur de stockage et dont le primaire est monté en série avec ledit interrupteur commandé entre les bornes de ladite source d'énergie électrique, le procédé étant caractérisé par le fait qu'il comporte, durant une phase de charge du 5 condensateur de stockage, les étapes de: mesure d'une tension d'alimentation entre les bornes de ladite source d'énergie électrique; déduction périodique d'une largeur d'impulsion dudit signal de commande; et, génération d'un signal de commande apte à rendre conducteur ledit interrupteur commandé pendant une durée correspondant à ladite largeur d'impulsion déduite, pour ajuster la durée de la charge dudit condensateur de stockage sur une durée disponible correspondant à l'intervalle entre deux décharges successives dudit condensateur de stockage afin d'augmenter l'autonomie dudit électrificateur de clôture autonome. The invention also relates to a method for charging an energy storage capacitor in an autonomous fence energizer comprising a source of electrical energy, an energy storage converter having a switch controlled by a control signal. control and a transformer whose secondary is connected to the terminals of the storage capacitor and whose primary is connected in series with said controlled switch between the terminals of said source of electrical energy, the method being characterized by the fact that it comprises during a charging phase of the storage capacitor, the steps of: measuring a supply voltage between the terminals of said source of electrical energy; periodic deduction of a pulse width of said control signal; and, generating a control signal adapted to turn on said controlled switch for a duration corresponding to said deduced pulse width, to adjust the duration of the charge of said storage capacitor over an available time corresponding to the interval between two successive discharges of said storage capacitor to increase the autonomy of said autonomous fence energizer.
De préférence, le procédé comporte les étapes supplémentaires de: mesure périodique de la tension de charge instantanée du condensateur de stockage; comparaison de la tension de charge estimée avec une tension de charge de référence; et, arrêt de la charge du condensateur de stockage lorsque la tension de charge est supérieure ou égale à ladite tension de référence. Preferably, the method comprises the additional steps of: periodically measuring the instantaneous charging voltage of the storage capacitor; comparing the estimated charging voltage with a reference charging voltage; and stopping the charge of the storage capacitor when the charging voltage is greater than or equal to said reference voltage.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins: La figure 1 représente l'évolution temporelle de la tension aux bornes du condensateur de stockage pour un état proche de la pleine charge a) de la source d'énergie électrique et pour un état proche de la décharge b) de la source d'énergie électrique; - La figure 2 est un circuit représentant un électrificateur de clôture autonome selon la présente invention; - La figure 3 est un organigramme représentant les différentes étapes de calcul réalisées par le microcontrôleur de l'électrificateur de la figure 2; - La figure 4 représente l'évolution temporelle d'un signal de commande du circuit de charge du condensateur de stockage de l'électrificateur de la figure 2, pour un état proche de la pleine charge a) de la source d'énergie électrique et pour un état proche de la décharge b) de la source d'énergie électrique, états identiques à ceux de la figure 1; et, - La figure 5 représente l'évolution temporelle de la tension aux bornes du condensateur de stockage de l'électrificateur de la figure 2, pour un état proche de la pleine charge a) de la source d'énergie électrique et pour un état proche de la décharge b) de la source d'énergie électrique, états identiques à ceux de la figure 1. The invention will be better understood, and other objects, details, features and advantages thereof will appear more clearly in the following description of a particular embodiment of the invention, given solely for illustrative purposes and not limiting, with reference to the accompanying drawings. In these drawings: FIG. 1 represents the temporal evolution of the voltage at the terminals of the storage capacitor for a state close to the full load a) of the source of electrical energy and for a state close to the discharge b) of the source of electrical energy; FIG. 2 is a circuit representing an autonomous fence energizer according to the present invention; FIG. 3 is a flowchart representing the various calculation steps performed by the microcontroller of the energizer of FIG. 2; FIG. 4 represents the temporal evolution of a control signal of the charging circuit of the storage capacitor of the energizer of FIG. 2, for a state close to the full load a) of the source of electrical energy and for a state close to the discharge b) of the source of electrical energy, states identical to those of FIG. 1; and FIG. 5 represents the temporal evolution of the voltage at the terminals of the storage capacitor of the energizer of FIG. 2, for a state close to the full load a) of the source of electrical energy and for a state close to the discharge b) of the electrical energy source, states identical to those of Figure 1.
Le principe général mis en oeuvre dans l'électrificateur de clôture selon l'invention est de modifier le convertisseur à accumulation d'énergie à rapport cyclique constant pour en faire un convertisseur à accumulation d'énergie à rapport cyclique variable. Le rapport cyclique varie en fonction de la tension d'alimentation UE aux bornes de la source d'énergie électrique de telle sorte que la durée de la charge du condensateur de stockage soit égale ou légèrement inférieure à la période prédéfinie d'actionnement du thyristor, donc à la période des impulsions électriques délivrées à la clôture. L'ajustement consiste à charger progressivement le condensateur de stockage au moyen de courants d'intensité réduite par rapport à l'intensité de ceux de l'art antérieur, ce qui a pour résultat de minimiser les pertes par effet Joule, de réduire la consommation électrique de l'électrificateur et, par conséquent, d'augmenter l'autonomie de ce dernier. The general principle used in the fence energizer according to the invention is to modify the energy storage converter with a constant duty cycle to make it a variable duty cycle energy storage converter. The duty cycle varies as a function of the supply voltage UE at the terminals of the electric power source so that the charge duration of the storage capacitor is equal to or slightly less than the predefined period of actuation of the thyristor, therefore in the period of electric impulses delivered at the fence. The adjustment consists in progressively charging the storage capacitor by means of currents of reduced intensity compared to the intensity of those of the prior art, which has the result of minimizing losses by Joule effect, reducing the consumption electrifier and, therefore, to increase the autonomy of the latter.
Sur la figure 2, un électrificateur de clôture portable et autonome 100 comporte une source d'énergie électrique 1 connectée entre des bornes d'entrée A et B. Les bornes de sortie R et T de l'électrificateur 100 peuvent être connectées à un fil de clôture conducteur du courant électrique (non représenté). In Fig. 2, a portable and autonomous fence energizer 100 includes an electric power source 1 connected between input terminals A and B. The output terminals R and T of the energizer 100 can be connected to a wire electrically conductive fence (not shown).
La source 1 applique une tension d'entrée ou d'alimentation UE entre les bornes d'entrée A et B. La tension UE évolue au cours du temps d'utilisation de la source d'énergie électrique 1 entre une tension Fo par exemple égale à 9V correspondant à l'état de pleine charge de la source 1 et une tension nulle correspondant à l'état de décharge totale de la source 1. Cet état totalement déchargé n'est pas atteint en réalité. La source d'énergie électrique est remplacée dès que le temps nécessaire à la charge du condensateur dépasse la période A entre deux décharges successives de ce dernier. The source 1 applies an input or supply voltage UE between the input terminals A and B. The voltage UE evolves during the time of use of the electric power source 1 between a voltage Fo equal for example at 9V corresponding to the state of full load of the source 1 and a zero voltage corresponding to the state of total discharge of the source 1. This totally discharged state is not actually achieved. The source of electrical energy is replaced as soon as the time required for charging the capacitor exceeds the period A between two successive discharges of the latter.
L'électrificateur 100 comporte un modulateur de largeur d'impulsion 2 dont les bornes d'entrée sont connectées aux bornes d'entrée A et B et dont les bornes de sortie I et J sont connectées respectivement à la borne d'entrée B et à la grille d'un transistor MOSFET 3. The energizer 100 comprises a pulse width modulator 2 whose input terminals are connected to the input terminals A and B and whose output terminals I and J are respectively connected to the input terminal B and the gate of a MOSFET transistor 3.
La source S du transistor 3 est connectée à la borne d'entrée B, et le drain D du transistor 3 est connecté, via le primaire 41 d'un transformateur 4, à la borne d'entrée A. Le transistor 3 joue le rôle d'un interrupteur commandé par le signal de commande émis par le modulateur 2. Le signal de commande est ici une tension UG appliquée par le modulateur 2 sur la grille G du transistor 3. La tension UG est représentée à la figure 4. Il s'agit d'un signal temporel en créneau de période T. Pendant une durée T-t, le transistor 3 est dans un état bloqué, la tension UG étant inférieure à un seuil prédéterminé. La maille Ml est alors ouverte. Pendant une durée i, le transistor 3 est dans un état passant, la tension UG étant supérieure audit seuil prédéterminé. La maille Ml est alors fermée et la tension UE est directement appliquée aux bornes du primaire 41 du transformateur 4 pendant la durée 'r. The source S of the transistor 3 is connected to the input terminal B, and the drain D of the transistor 3 is connected, via the primary 41 of a transformer 4, to the input terminal A. The transistor 3 plays the role of a switch controlled by the control signal emitted by the modulator 2. The control signal is here a voltage UG applied by the modulator 2 on the gate G of the transistor 3. The voltage UG is shown in FIG. It acts of a time signal in time slot T. During a duration Tt, the transistor 3 is in a blocked state, the voltage UG being lower than a predetermined threshold. The mesh Ml is then open. During a duration i, the transistor 3 is in an on state, the voltage UG being greater than said predetermined threshold. The mesh Ml is then closed and the voltage UE is directly applied across the primary 41 of the transformer 4 for the duration r.
De façon connue, le primaire emmagasine de l'énergie sous forme magnétique pendant a durée T. Pendant la durée T-t cette énergie est restituée par le secondaire 42, à travers la diode 5, au condensateur C de stockage d'énergie qui se charge alors progressivement. La diode 5 montée en série dans la maille de charge M2 empêche le condensateur de stockage C de se décharger dans la maille M2 pendant la durée 'r, compte tenu du sens respectif des enroulements 41 et 42 indiqué sur la figure 2. In known manner, the primary stores energy in magnetic form for a duration T. During the time Tt this energy is restored by the secondary 42, through the diode 5, to the capacitor C of energy storage which then charges gradually. The diode 5 connected in series in the load cell M2 prevents the storage capacitor C from being discharged into the mesh M2 during the period r, taking into account the respective directions of the windings 41 and 42 indicated in FIG.
Le condensateur de stockage C fait également partie d'une maille de décharge M3. La maille de décharge M3 comporte un thyristor 7, jouant le rôle d'un interrupteur commandé par des moyens non représentés, et le primaire d'un transformateur de sortie 6. Lorsque le thyristor 7 est commandé pour basculer dans son état passant, la maille de décharge M3 est fermée autorisant ainsi le condensateur de stockage C à se décharger dans le primaire 61 du transformateur de sortie 6. En conséquence, une impulsion de forte tension est produite aux bornes du secondaire 62 du transformateur de sortie 6 correspondant aux bornes de sortie T et R de l'électrificateur 100. The storage capacitor C is also part of an M3 discharge mesh. The discharge mesh M3 comprises a thyristor 7, acting as a switch controlled by means not shown, and the primary of an output transformer 6. When the thyristor 7 is controlled to switch to its on state, the mesh discharge M3 is closed thereby allowing the storage capacitor C to discharge into the primary 61 of the output transformer 6. Accordingly, a high voltage pulse is produced across the secondary 62 of the output transformer 6 corresponding to the output terminals T and R of the energizer 100.
Le modulateur de largeur d'impulsion 2 peut être réalisé au moyen d'éléments discrets. Il peut par exemple prendre la forme d'un circuit régulateur de tension à découpage. De préférence pourtant, le modulateur de largeur d'impulsion 2 comporte un circuit électronique intégré microprogrammé, ou microcontrôleur 20. Un logiciel sous forme exécutable est stocké dans la mémoire du microcontrôleur et exécuté par ce dernier. Le microcontrôleur 20 est connecté aux bornes d'une première résistance 22 formant avec une deuxième résistance 21 un pont diviseur de tension disposé entre les bornes d'entrée A et B. En conséquence, la tension Ue prélevée aux bornes de la résistance 22 est proportionnelle à la tension d'alimentation UE. Ue est une tension d'alimentation réduite. The pulse width modulator 2 can be realized by means of discrete elements. It can for example take the form of a switching voltage regulator circuit. Preferably, however, the pulse width modulator 2 comprises a microprogrammed integrated electronic circuit, or microcontroller 20. Software in executable form is stored in the memory of the microcontroller and executed by the latter. The microcontroller 20 is connected across a first resistor 22 forming with a second resistor 21 a voltage divider bridge disposed between the input terminals A and B. As a result, the voltage Ue taken across the resistor 22 is proportional. at the EU supply voltage. Ue is a reduced supply voltage.
L'algorithme correspondant au programme exécuté par le microcontrôleur lors de la phase de charge du condensateur de stockage C est représenté succinctement à la figure 3. Dans une première étape d'acquisition 301, la valeur de la tension d'alimentation réduite Ue est lue entre les bornes d'entrée F et H du microcontrôleur 20 et mémorisée en tant que tension d'alimentation réduite mesurée. The algorithm corresponding to the program executed by the microcontroller during the charging phase of the storage capacitor C is shown briefly in FIG. 3. In a first acquisition step 301, the value of the reduced supply voltage Ue is read. between the input terminals F and H of the microcontroller 20 and stored as the measured reduced supply voltage.
Puis, à l'étape 302, la largeur d'impulsion 'r est déduite à partir de la tension d'alimentation réduite mesurée de manière à minimiser les pertes par effet Joule. La déduction de la valeur de la largeur d'impulsion 'r peut être le résultat d'un calcul. De préférence une table de valeurs issues d'expériences préalables est stockée de façon permanente dans la mémoire du microcontrôleur. Cette table met en correspondance la tension d'alimentation réduite mesurée et la largeur d'impulsion T à utiliser pour obtenir l'effet recherché. La déduction de la largeur d'impulsion i à partir de la tension d'alimentation réduite mesurée se limite alors à une simple lecture de la table mémorisée. Then, in step 302, the pulse width r is derived from the measured reduced supply voltage so as to minimize Joule losses. The deduction of the value of the pulse width 'r can be the result of a calculation. Preferably a table of values from previous experiments is stored permanently in the memory of the microcontroller. This table matches the measured reduced supply voltage and the pulse width T to be used to achieve the desired effect. The deduction of the pulse width i from the measured reduced supply voltage is then limited to a simple reading of the stored table.
L'exécution du programme entre alors dans une boucle temporelle 303 de période T et de pas T/n, où n est un nombre entier élevé pour permettre l'échantillonnage du signal. Cette boucle correspond à la génération d'une période du signal de commande du MOSFET 3. Le signal de commande est ici un signal en créneau. Les n valeurs successives d'une variable de commande binaire sont successivement calculées. Par exemple, la variable de commande prend la valeur 1 sur les k premiers intervalles tels que la durée kxT/n soit égale à la largeur d'impulsion i, et prend la valeur 0 sur le reste de la période T soit pendant une durée T-i. Les valeurs de cette variable de commande sont lues par des moyens d'émission non représentés aptes, en réponse, à émettre une tension de commande correspondante entre les bornes I et J du microcontrôleur 20. Une période T d'un signal en créneau est alors émise. Par exemple, la tension vaut 5V sur une durée 'r, puis vaut OV sur une durée T-r. The execution of the program then enters a time loop 303 of period T and of step T / n, where n is a high integer to allow sampling of the signal. This loop corresponds to the generation of a period of the control signal of the MOSFET 3. The control signal is here a square-wave signal. The n successive values of a binary control variable are successively calculated. For example, the control variable takes the value 1 over the first k intervals such that the duration kxT / n is equal to the pulse width i, and takes the value 0 over the remainder of the period T or during a duration Ti . The values of this control variable are read by unrepresented transmission means able, in response, to emit a corresponding control voltage between terminals I and J of the microcontroller 20. A period T of a square-wave signal is then issued. For example, the voltage is 5V over a period of time 'r, then is worth OV over a duration T-r.
A la sortie de la boucle 303 de durée T, la valeur instantanée de la tension Uc aux bornes du condensateur de stockage C est mesurée par le microcontrôleur par des moyens non représentés similaires à ceux utilisés pour mesurer la tension UE de la source 1. At the output of the loop 303 of duration T, the instantaneous value of the voltage Uc at the terminals of the storage capacitor C is measured by the microcontroller by unrepresented means similar to those used to measure the voltage UE of the source 1.
A l'étape 305, la condition suivante est testée: la tension Uc mesurée est-elle supérieure ou égale à la tension de référence Uo ? Si Uc est inférieure à U0, le condensateur de stockage n'est pas complètement chargé. Le programme revient à l'étape de génération d'une période de signal de commande pour poursuivre la charge du condensateur de stockage C. En revanche, si Uc est supérieure ou égale à Uo, c'est la fin de l'exécution du programme et la sortie de la phase de charge du condensateur. On attend la décharge du condensateur pour entrer de nouveau dans une phase de charge du condensateur. Le programme est alors exécuté à nouveau par le microcontrôleur 20. In step 305, the following condition is tested: is the measured voltage Uc greater than or equal to the reference voltage Uo? If Uc is less than U0, the storage capacitor is not fully charged. The program returns to the step of generating a control signal period to continue charging the storage capacitor C. On the other hand, if Uc is greater than or equal to Uo, it is the end of the execution of the program. and the output of the charge phase of the capacitor. The capacitor discharge is expected to re-enter a charge phase of the capacitor. The program is then run again by the microcontroller 20.
Ainsi, à chaque nouvelle exécution du programme, la largeur temporelle 'r du créneau du signal de commande est recalculée en fonction de la valeur instantanée mesurée de la tension d'alimentation UE ou d'une tension corrélée à la tension d'alimentation UE. Des signaux de commande pour deux états de charge différents de la source d'énergie électrique sont représentés à la figure 4. En début d'utilisation, lorsque la source est dans un état proche de la pleine charge a), la largeur temporelle du créneau est réduite. En revanche, en fin d'utilisation de la source de courant, lorsque la source se trouve dans un état proche de la décharge b) , la largeur du créneau est augmentée pour compenser la faible puissance électrique délivrée par la source. Thus, at each new execution of the program, the time width r of the control signal slot is recalculated as a function of the instantaneous measured value of the supply voltage UE or a voltage correlated to the supply voltage UE. Control signals for two states of charge different from the source of electrical energy are shown in Figure 4. At the beginning of use, when the source is in a state close to the full load a), the time width of the slot is reduced. On the other hand, at the end of use of the current source, when the source is in a state close to the discharge b), the width of the slot is increased to compensate for the low electric power delivered by the source.
L'évolution temporelle de la tension aux bornes du condensateur de stockage chargé selon ce procédé est représentée sur la figure 5 et doit être comparée avec les graphes équivalents de la figure 1. En particulier, au début de l'utilisation de la source de courant électrique, le taux de croissance de la tension Uc est réduit pour ne pas dissiper trop de puissance électrique par effet Joule. La largeur d'impulsion est ajustée pour que la durée de charge du condensateur jusqu'à la tension de référence prédéterminée Uo soit essentiellement constante en fonction de la tension d'alimentation UE délivrée par la source 1. De préférence, la durée de charge du condensateur est choisie légèrement inférieure à la durée A séparant deux décharges successives du condensateur. The temporal evolution of the voltage across the charged storage capacitor according to this method is shown in FIG. 5 and must be compared with the equivalent graphs of FIG. 1. In particular, at the beginning of the use of the current source electric, the rate of growth of the voltage Uc is reduced so as not to dissipate too much electric power by Joule effect. The pulse width is adjusted so that the charging time of the capacitor up to the predetermined reference voltage Uo is essentially constant as a function of the supply voltage UE delivered by the source 1. Preferably, the charging time of the capacitor capacitor is chosen slightly less than the duration A separating two successive discharges of the capacitor.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is obvious that it is not limited thereto and that it comprises all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are within the scope of the invention.
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