DOM Al N E DE L’I NVENTI ON

L’invention concerne un électrificateur de clôture électrique et son procédé de com mande.

Plus particulièrem ent, l’invention concerne un électrificateur de clôture électrique com prenant une source d’énergie électrique aux bornes de laquelle sont m ontés, un condensateur de stockage d’énergie, un transform ateur élévateur de tension dont le secondaire est relié à une clôture électrique, et un interrupteur com mandable capable d’interrom pre brusquem ent en cours de décharge du condensateur de stockage le courant circulant dans le prim aire du transformateur en provenance dudit condensateur.

L’invention concerne égalem ent un procédé de com m ande d’un tel électrificateur de clôture électrique.

ART ANTÉRI EU R

Le docum ent FR 2 917 940 décrit un électrificateur de clôture électrique dont le primaire est en série avec un Thyristor com mandable pour autoriser la décharge du condensateur de stockage d’énergie dans le prim aire.

Un tel Thyristor ne peut pas assurer l’interruption ou la lim itation de la décharge du condensateur dans le primaire de l’électrificateur de clôture électrique. C’est pourquoi un interrupteur électronique est prévu pour assurer cette fonction.

Le document FR 2 709 225 décrit un appareil pour clôture électrique qui adapte son m ode de fonctionnement à l’état de la clôture. Un condensateur est déchargé via un transform ateur vers la clôture sous le contrôle d’un interrupteur synchronisé par une m inuterie. Au cours du processus de décharge im pulsionnelle, l’interrupteur est ouvert lorsque l’énergie en décharge a atteint une valeur préalablement donnée. L’interrupteur est un actionneur électronique capable d’être com mandé à la ferm eture pour autoriser la décharge im pulsionnelle et com mandé à l’ouverture pour l’interrompre. Pendant la décharge sous form e d’impulsion, du condensateur dans le primaire du transformateur élévateur de tension dont le secondaire est relié à la clôture électrique, une énergie est transférée dans le circuit en aval de l’interrupteur. I l se fait qu’à l’interruption de la décharge, l’énergie non encore consom m ée dans ce circuit en aval se dissipe le plus rapidement possible. Cette dissipation a lieu, dans le transform ateur sous forme de pertes m agnétiques, en aval du transform ateur vers la clôture électrique et aussi en amont du

5 transformateur. Dans de nom breux cas critiques dont l’occurrence est fonction de l’im pédance de la clôture électrique branchée aux bornes du secondaire du transformateur, et du m om ent où l’im pulsion est interrom pue, cette énergie rém anente crée des perturbations électrom agnétiques excessives ainsi que, dans certains cas, des surtensions et pointes de courant aptes à faire vieillir0 prématurém ent et/ou détruire des composants, notam ment sem i-conducteurs, du circuit de com mande de l’interrupteur, voire l’interrupteur lui-m êm e.

BUT ET RÉSUM É

L’invention a pour but de proposer un électrificateur de clôture électrique com prenant un dispositif électronique interne de com mande possible5 d’interruption d’im pulsion à tout instant de l’im pulsion qui ne présente pas les inconvénients précédents.

Un autre but d’un mode particulier de l’invention est de proposer un électrificateur de clôture électrique dans lequel une partie des pertes d’énergie rém anente ne soit pas dissipée.

0 L’invention a pour objet un électrificateur de clôture électrique com prenant un condensateur de stockage d’énergie apte à être déchargé dans le prim aire d’un transform ateur élévateur de tension dont le secondaire est relié à la clôture électrique, et comprenant un dispositif électronique interne de com mande des im pulsions de décharge du condensateur vers la clôture5 électrique, caractérisé en ce que le condensateur est déchargé dans un circuit constitué, en série et dans l’ordre suivant, d’un prem ier actionneur électronique, suivi du prim aire du transformateur, suivi d’un second actionneur électronique, chacun des deux actionneurs électroniques étant com m andable en ouverture et en fermeture, et apte à interrompre, en cours de décharge, les impulsions de0 décharge du condensateur dans le primaire du transform ateur, et ensuite à les autoriser.

Selon un m ode de réalisation particulier de l’invention, deux diodes sont m ontées pour s’opposer à la décharge du condensateur, chacune en parallèle sur le primaire du transform ateur et l’un des actionneurs électroniques com mandables en ouverture et en fermeture, de sorte que le sens du passage du courant dans le primaire du transform ateur soit unique.

De préférence, les actionneurs électroniques com m andables en ouverture

5 et en ferm eture sont des transistors bipolaires à grille isolée ( I GBT) .

Selon un m ode de réalisation, les actionneurs électroniques com mandables en ouverture et en ferm eture sont des dispositifs de connexion à sem i-conducteur du type BJT, GTO, ou MOSFET.

L’invention a aussi pour objet un procédé de com m ande d’un0 électrificateur de clôture électrique tel que m entionné ci-dessus, caractérisé par les étapes de :

a. définir un seuil pour une caractéristique électrique de l’im pulsion à appliquer à la clôture,

b. déclencher, par tout moyen, la décharge du condensateur dans le5 prim aire du transform ateur,

c. à l’atteinte dudit seuil, pour interrom pre la décharge, com mander l’ouverture des deux actionneurs électroniques,

d. en vue de l’impulsion suivante autoriser la ferm eture des deux actionneurs électroniques.

0 De préférence, entre les étapes c) et d) , le procédé comprend une étape :

e. récupérer dans le condensateur de stockage une partie de l’énergie rém anente du circuit en aval du condensateur de stockage.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le déclenchement de la décharge du condensateur dans le prim aire du transformateur est assuré par la5 com mande de la ferm eture des deux actionneurs électroniques.

De préférence, la com mande des deux actionneurs électroniques est sim ultanée.

Selon un m ode de réalisation, la com m ande des deux actionneurs électroniques est décalée.

0 L’invention a encore pour objet un électrificateur de clôture électrique com prenant plusieurs condensateurs de stockage d’énergie, chacun apte à être déchargé dans le prim aire d’un transformateur élévateur de tension dont le secondaire est relié à la clôture électrique, et comprenant un dispositif électronique interne de com m ande des im pulsions de décharge des condensateurs vers la clôture électrique, caractérisé en ce que chaque condensateur est déchargé dans un circuit constitué, en série et dans l’ordre suivant, d’un prem ier actionneur électronique, suivi du prim aire du transform ateur, suivi d’un second actionneur électronique, chacun des deux actionneurs électroniques étant com mandable en ouverture et en ferm eture, et apte à interrompre, en cours de décharge, tout courant circulant dudit condensateur vers le prim aire du transform ateur, et ensuite à l’autoriser.

L’invention a aussi pour objet un procédé de com m ande d’un électrificateur de clôture électrique comprenant plusieurs condensateurs de stockage d’énergie tel que m entionné ci-dessus, caractérisé, par les étapes de : a. définir un seuil pour une caractéristique électrique de l’impulsion à appliquer à la clôture,

b. déclencher, par tout m oyen, la décharge de tout ou partie des condensateurs dans le primaire du transformateur,

c. à l’atteinte dudit seuil, pour interrompre la décharge, com mander l’ouverture des deux actionneurs électroniques respectifs de chaque condensateur se déchargeant,

d. en vue de l’impulsion suivante, autoriser la ferm eture des deux actionneurs électroniques respectifs de chaque condensateur dont la décharge vient d’être interrom pue.

Selon un m ode de réalisation de l’invention le procédé de com m ande ci- dessus est caractérisé en ce que le déclenchem ent de la décharge d’un condensateur dans le prim aire du transform ateur est assuré pour chaque condensateur concerné par la com mande de la fermeture des deux actionneurs électroniques respectifs.

De préférence la com m ande des deux actionneurs électroniques respectifs est sim ultanée.

Selon un mode de réalisation de l’invention la com mande des deux actionneurs électroniques respectifs est décalée.

D ESCRI PTI ON D ES Fl GU RES

L’invention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La Fig. 1 a est un schém a électrique simplifié de principe d’un électrificateur de clôture selon l’invention.

La Fig. 1 b est un schéma électrique simplifié de principe d’un électrificateur de clôture selon une variante de réalisation de l’invention.

La Fig. 2a est un schém a électrique simplifié d’un prem ier m ode de réalisation d’un électrificateur de clôture électrique selon l’invention.

La Fig. 2b est un schéma électrique sim plifié d’un deuxième mode de réalisation d’un électrificateur de clôture électrique selon l’invention.

La Fig. 3a est un schém a électrique sim plifié d’un troisièm e mode de réalisation d’un électrificateur de clôture électrique selon l’invention.

La Fig. 3b est un schéma électrique sim plifié d’une variante de réalisation du troisième m ode de réalisation d’un électrificateur de clôture électrique selon l’invention.

D ESCRI PTI ON D ÉTAI LLÉE

L’électrificateur de clôture électrique selon l’invention regroupe dans son schéma électrique simplifié ( Fig. 1 ) une source 1 d’énergie électrique continue chargeant un condensateur 2 de stockage d’énergie. Le condensateur 2 est apte à se décharger dans le primaire 3 d’un transformateur élévateur de tension , dont le secondaire 4 est relié à une clôture électrique. La borne positive de la source d’énergie électrique 1 est reliée à une électrode du condensateur 2, elle- mêm e reliée en série à la borne 8 du prim aire 3 du transformateur par l’intermédiaire d’un prem ier actionneur électronique 5. La borne négative de la source d’énergie électrique 1 est reliée à l’autre électrode du condensateur, elle- mêm e reliée en série à l’autre borne 9 du primaire 3 du transformateur par l’intermédiaire d’un deuxième actionneur électronique 6. Les deux actionneurs électroniques 5 et 6 sont com m andables en ouverture et en fermeture au moyen d’un dispositif électronique interne non représenté, pouvant par exem ple contenir un m icrocontrôleur. Les deux actionneurs électroniques 5 et 6 sont de préférence des transistors bipolaires à grille isolée ( I GBT) , m ais ils peuvent aussi être du type BJT, GTO, ou MOSFET. Le dim ensionnem ent de ces actionneurs est choisi pour perm ettre une interruption instantanée à absolum ent tout mom ent de l’impulsion, y com pris à celui le plus critique où le courant circulant à travers eux est le plus élevé. La com mande des deux actionneurs électroniques 5 et 6 peut être sim ultanée ou décalée. La disposition du primaire 3 du transform ateur en série entre deux actionneurs électroniques com mandables en ouverture et en ferm eture présente plusieurs avantages.

Tout d’abord sur le plan de la sécurité, si l’un des actionneurs électroniques est frappé de défaillance et m is en court-circuit, l’autre assure encore, s’il est suffisam ment dimensionné, la fonction de contrôle de l’interruption de l’im pulsion de décharge du condensateur dans le prim aire du transformateur.

Ensuite, sur le plan de la com m utation, le fait d’utiliser deux actionneurs électroniques au lieu d’un seul de plus forte capacité, et de les placer électriquement de part et d’autre du primaire du transformateur assure une interruption plus douce de l’im pulsion de décharge. La com m utation est moins agressive sur l’électronique environnante du fait de la distribution de part et d’autre du prim aire du transform ateur, des capacités parasites des deux actionneurs électroniques. Cette interruption plus douce de l’im pulsion de décharge facilite la gestion de la compatibilité électro-magnétique (CEM) . Par ailleurs, elle dim inue les risques de surintensité ponctuelle susceptible d’entraîner une défaillance des com posants électroniques environnants.

Enfin sur le plan géom étrique, la présence sym étrique des deux actionneurs électroniques assure un encombrement équilibré autour du transformateur dont le centre de gravité est généralement proche de celui de l’électrificateur. Pour des électrificateurs puissants, ces actionneurs peuvent en effet ne pas se réduire à de sim ples et uniques com posants électroniques. I ls peuvent être de volumes et de m asses importants. L’option alternative qui consisterait à placer les deux actionneurs en série l’un à la suite de l’autre en am ont (ou en aval) du primaire du transform ateur présenterait dès lors un déséquilibre significatif lorsque l’on considère que les électrificateurs sont parfois installés en position précaire par certains utilisateurs finaux qui ne respectent pas toujours les instructions des m odes d’em ploi.

Dans l’exemple du mode de réalisation de la Fig. 2a, le schém a électrique est com plété par deux diodes, 1 1 et 12, m ontées pour s’opposer à la décharge du condensateur 2. La prem ière diode 1 1 est branchée entre la borne 9, placée entre le primaire 3 du transformateur et le deuxième actionneur électronique 6, et le point 7 com m un au prem ier actionneur électronique 5 et à la borne positive de la source d’énergie 1 . La prem ière diode 1 1 est m ontée en parallèle sur le primaire 3 du transform ateur et le prem ier actionneur électronique 5. La deuxièm e diode 12 est branchée entre la borne 8, placée entre le prim aire 3 du transformateur et le prem ier actionneur électronique 5, et le point 10 com m un au deuxièm e actionneur électronique 6 et à la borne négative de la source d’énergie 1 . La deuxièm e diode 12 est m ontée en parallèle sur le primaire 3 du transformateur et le deuxièm e actionneur électronique 6.

Le fonctionnem ent de l’électrificateur de clôture électrique de la Fig. 2a s’analyse de la m anière suivante :

Tout d’abord, les deux actionneurs électroniques 5 et 6 sont ouverts. La source d’énergie 1 assure la charge du condensateur 2 et aucun courant ne passe dans le prim aire 3 du transform ateur. Le dispositif électronique (non représenté) interne à l’électrificateur définit un seuil, qui peut être de sécurité, pour une caractéristique électrique de l’im pulsion à appliquer à la clôture électrique. Cette caractéristique est par exemple une intensité, une tension, une quantité d’énergie, une durée.

Lorsque le dispositif électronique interne com mande le déclenchem ent d’une impulsion applicable à la clôture électrique, il com mande la ferm eture des deux actionneurs électroniques 5 et 6. L’im pulsion de décharge du condensateur 2 dans le primaire 3 du transformateur est déclenchée et se déroule jusqu’à ce que le seuil défini soit atteint. Le dispositif électronique interne com mande alors l’ouverture des actionneurs électroniques, 5 et 6 pour l’interruption de l’impulsion de décharge du condensateur 2. Une bonne partie de l”énergie rém anente em magasinée dans le circuit en aval du condensateur 2, c’est-à-dire dans le primaire 3 du transform ateur et/ou dans la clôture électrique quitte alors la clôture électrique et/ou le primaire 3 pour aller recharger le condensateur 2 en passant par les diodes 12 et 1 1 . L’électrificateur de clôture électrique est alors prêt pour la prochaine impulsion.

La disposition des diodes 1 1 et 12 par rapport aux actionneurs électroniques 5 et 6 assure que dans le primaire 3 du transformateur, le sens de passage du courant est unique. En effet, pendant l’im pulsion de décharge du condensateur et pendant la phase de récupération de l’énergie rém anente qui suit l’interruption de l’im pulsion, le courant dans le prim aire 3 du transform ateur va de la borne 8 à la borne 9. L’association des deux actionneurs électroniques 5 et 6 disposés symétriquement par rapport au prim aire 3 du transform ateur, et des deux diodes 1 1 et 12, chacune en parallèle sur le primaire 3 du transformateur et l’un des actionneurs électroniques 5 et 6, assure d’abord le contrôle de la décharge du condensateur 2 j usqu’à l’atteinte du seuil défini pour une caractéristique électrique de l’im pulsion à appliquer à la clôture électrique, et ensuite la récupération optim ale de l’énergie rém anente. Ainsi, d’une part le condensateur est soum is à une décharge m inim ale car interrom pue rapidement, d’autre part, le condensateur est soum is à une recharge maximale par la récupération d’une bonne partie de l’énergie rém anente grâce aux diodes. La consom m ation d’énergie électrique au niveau du condensateur est donc m inim ale, ce qui est particulièrem ent im portant pour les électrificateurs de clôture électrique autonom es, sur piles, batteries, ou panneaux solaires.

Selon un autre m ode particulier de réalisation de l’invention, l’électrificateur de clôture électrique comprend plusieurs condensateurs de stockage d’énergie, pour form er une im pulsion plus grosse ou une impulsion constituée d’une suite de plusieurs im pulsions élém entaires. Dans l’exemple de réalisation de la Fig. 3a, l’électrificateur com porte un deuxièm e condensateur 14, m onté en parallèle sur le prem ier condensateur 2. Le condensateur 2 est apte à se décharger dans le circuit com portant, en série, le prem ier actionneur électronique 5, le primaire 3 du transform ateur et le deuxième actionneur électronique 6. Le condensateur 14 est apte à se décharger dans le circuit com portant, en série, un prem ier actionneur électronique 17, le primaire 3 du transformateur et un deuxièm e actionneur électronique 1 8. Pour éviter la décharge sim ultanée non com m andée des deux condensateurs, chacun des condensateurs 2 et 14 est alim enté par la source 1 d’énergie, à travers une diode, respectivement 15 et 16.

Dans la variante de réalisation de la Fig. 3b, le circuit de décharge de chacun des condensateurs 2 et 14 com prend un prem ier actionneur électronique, respectivement 5 et 17, puis en série le primaire 3 du transformateur et le deuxièm e actionneur électronique 6. Dans les cas des Fig. 3a et Fig. 3b, l’électrificateur de clôture électrique com prend plusieurs condensateurs de stockage d’énergie chargés par la source d’énergie et se déchargeant chacun dans le m êm e primaire du transform ateur. Les condensateurs de stockage de cet électrificateur, montés en parallèle sont donc systématiquement soum is, individuellem ent ou en com binaison à une décharge dans ledit prim aire. Pour chaque condensateur, la décharge com mandée par le dispositif électronique interne intervient dans un circuit constitué, en série et dans l’ordre suivant, d’un prem ier actionneur électronique, puis du prim aire du transform ateur, puis d’un second actionneur électronique, chacun des deux actionneurs électroniques étant com m andable en ouverture et en ferm eture, et apte à interrom pre, en cours de décharge, tout courant circulant depuis le condensateur vers le prim aire du transformateur, et ensuite à l’autoriser. Ainsi, les actionneurs électroniques respectifs sont en situation d’autoriser le passage, dans le prim aire du transformateur, du courant électrique correspondant à toute im pulsion de décharge respective de chaque condensateur de stockage appartenant à n’importe quelle com binaison de condensateurs de l’électrificateur et déclenchée par le dispositif électronique interne de com mande. Et ils sont ensuite en position d’interrom pre à tout instant cette décharge.

Dans les variantes de réalisation des Fig. 1 b et Fig. 2b, l’électrificateur de clôture électrique com porte un condensateur chargé par la source d’énergie dans un circuit comportant en série le condensateur et le prim aire du transformateur. Dans le schém a de principe de la Fig. 1 b, les actionneurs électroniques 5 et 6 sont fermés pour assurer la charge du condensateur de stockage. Un actionneur électronique supplémentaire 1 3, faisant ici partie du dispositif interne de com m ande d’impulsion de décharge non com plètem ent représenté, est m onté en parallèle sur l’ensem ble du condensateur 2 et du prim aire 3 du transformateur encadré par les deux actionneurs électroniques 5 et 6. Lorsque l’actionneur électronique supplém entaire 1 3 est rendu conducteur, le condensateur 2 peut se décharger dans le circuit com prenant en série le deuxièm e actionneur électronique 6, le primaire 3 du transformateur et le prem ier actionneur électronique 5. Les actionneurs électroniques 5 et 6 sont plus tard ouverts pour interrom pre l’impulsion de décharge du condensateur.

Dans le cas du mode de réalisation de la Fig. 2b, les diodes 1 1 et 12 sont montées pour s’opposer à la décharge du condensateur 2.

L’actionneur électronique 13 m onté en parallèle d’une part sur la source d’énergie 1 , d’autre part sur le circuit com portant en série le condensateur 2, le prem ier actionneur électronique 5, le prim aire 3 du transformateur et le deuxièm e actionneur électronique 6, est de préférence un TRI AC, apte à conduire dans les deux sens. L’actionneur électronique 13 étant bloqué, le circuit de charge du condensateur 2 com prend la diode 1 1 , le prim aire 3 du transformateur, la diode 12 et la source d’énergie 1 . Le dispositif électronique interne com mande la ferm eture des actionneurs électroniques 5 et 6 pour autoriser la décharge du condensateur 2. I l com mande ensuite le déblocage de l’actionneur électronique 1 3 pour déclencher la décharge du condensateur 2. Le circuit de décharge com prend l’actionneur électronique 13, le deuxième actionneur électronique 6, le prim aire 3 du transform ateur et le prem ier actionneur électronique 5. Le dispositif électronique interne contrôle l’énergie appliquée à la clôture électrique et lorsque le seuil préétabli est atteint, il com mande l’ouverture des actionneurs électroniques 5 et 6 pour interrom pre la décharge.

Une partie de l’énergie rémanente regagne alors le condensateur 2 par le circuit constitué par la diode 1 1 , le primaire 3 du transform ateur, la diode 12, le TRI AC 13 et le condensateur 2. Aussi bien à la décharge du condensateur 2 qu’à la phase de récupération de l’énergie rém anente, le sens de circulation du courant dans le prim aire du transform ateur est unique.

Après que la partie de l’énergie rémanente ait été récupérée dans le condensateur, le dispositif électronique interne com m ande le blocage du TRIAC 13. I l peut alors com m ander la fermeture des actionneurs électroniques 5 et 6 pour autoriser, pour le cycle suivant, l’im pulsion de décharge du condensateur 2. Le déclenchem ent de cette impulsion de décharge du condensateur est ensuite assuré par le circuit électronique interne par la com m ande de déblocage du TRI AC. L’invention a été décrite avec un condensateur de stockage m onté en parallèle ou en série avec le prim aire du transform ateur, et avec plusieurs condensateurs montés en parallèle. Les figures 3a et 3b ont illustré le cas à deux condensateurs m ais l’invention couvre égalem ent les cas à plus de deux condensateurs.

Elle couvre également le cas du plusieurs condensateurs de stockage montés en série.

L’invention couvre aussi le cas ou des com posants électroniques supplém entaires sont ajoutés dans la branche de circuit série form ée par le prem ier actionneur, puis le prim aire du transformateur, puis le second actionneur, pour par exem ple gérer les problém atiques de filtrage CEM.