La présente invention concerne un filtre passif destiné à être connecté aux bornes d'une prise réseau pour alimenter en énergie une installation sonore de haute fidélité ou un appareil de télévision.
Il est bien connu que la tension du réseau n'est pas parfaitement stable. Elle présente en effet des variations lentes, généralement de faible amplitude et de ce fait peu gênantes, auxquelles se superposent des signaux parasites périodiques ou transitoires variant rapidement. Les signaux périodiques se situent dans la gamme des hautes fréquences, généralement supérieures au mégahertz, tandis que les signaux transitoires sont constitués de brèves impulsions pouvant atteindre des amplitudes importantes.
Il est également connu que les signaux parasites ont une incidence défavorable sur la qualité de la définition sonore d'une chaîne de haute fidélité, et sur la stabilité de l'image fournie par un poste de télévision. Pour atténuer les effets des signaux parasites, qui entraînent une certaine fatigue chez la personne recevant de tels messages perturbes sonores ou visuels, il est aussi connu de disposer un filtre haute fréquence à la sortie de la prise réseau.
Le réseau peut cependant véhiculer, en plus des signaux déjà mentionnés, encore d'autres signaux parasites et sur lesquelles le filtre haute fréquence est sans effet. En effet, une prise réseau comporte trois bornes appelées respectivement borne de masse ou de terre, borne neutre et borne de phase. La borne de masse est la borne de référence des potentiels. La tension de la borne neutre par rapport à la borne de masse devrait en principe être nulle, mais en réalité elle présente également des signaux parasites car cette borne est reliée à un conducteur qui est parcouru par des courants, contrairement au conducteur auquel est connectée la borne de masse. Enfin la tension entre les bornes de phase et neutre est celle du réseau, tension dans laquelle ne se retrouvent pas les signaux parasites de la borne neutre.
Des essais ont permis d'établir que les signaux parasites présents sur la borne neutre dégradent également la qualité sonore d'une installation de haute fidélité et la qualité de l'image d'un appareil de télévision. Or le filtre précédemment cité, connecté aux bornes neutre et de phase, est incapable d'éliminer ces signaux parasites puisqu'ils n'apparaissent pas entre les bornes auxquelles il est relié. Ceci constitue bien entendu un inconvénient important de ce type de filtre.
La présente invention a pour but de présenter un filtre capable d'éliminer tous les signaux parasites véhiculés par le réseau.
Pour atteindre cet objectif, le filtre réseau selon l'invention est principalement remarquable en ce qu'il comprend:
- un transformateur de séparation comportant un enroulement primaire destiné à être connecté aux bornes de phase et neutre d'une prise réseau, un enroulement secondaire, et un écran électrostatique disposé entre les deux enroulements et destiné à être connecté à la borne de masse de la prise; et
- un filtre haute fréquence comportant deux bornes connectées à l'enroulement secondaire, et deux autres bornes constituant les bornes de sortie du filtre réseau.
D'autres caractéristiques et avantages du filtre selon l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin unique annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, un mode de réalisation d'un tel filtre.
La référence 1 désigne sur ce dessin un transformateur de séparation qui comporte, bobinés sur un même noyau en matériau magnétique, un enroulement primaire 2 et un enroulement secondaire 3. Les deux enroulements ont le même nombre de spires, l'enroulement secondaire pouvant cependant comporter quelques spires supplémentaires pour compenser la faible chute de tension produite à pleine charge par le transformateur et les autres composants du filtre. Entre les deux enroulements 2 et 3 est en outre disposé un écran électrostatique 4 comportant plusieurs feuilles métalliques reliées électriquement ensemble.
L'enroulement primaire 2 a deux bornes, l'une des bornes, référencée N, est destinée à être raccordée à la borne neutre d'une prise réseau non représentée, et l'autre borne, référencée P, à la borne de phase de cette même prise. L'écran électrostatique 4 est relié, de son côté, à une borne référencée M destinée à être connectée à la borne de masse de la même prise réseau. Les bornes N, P et M constituent les bornes d'entrée du filtre réseau.
L'enroulement secondaire 3 comporte également deux bornes. A l'une des bornes est reliée une borne d'une self 5 comportant deux bornes, et à l'autre borne de l'enroulement une borne d'une autre self 6, similaire à la self 5. L'autre borne des self 5 et 6 sont référencées respectivement N min et P min . Les bornes N min et P min constituent les bornes de sortie du filtre réseau, auxquelles il faut ajouter une borne de masse M min directement reliée à la borne M. Le sens des enroulements 2 et 3 du transformateur est choisi de manière que la tension entre les bornes P min et N min soit en phase avec la tension entre les bornes P et N. Le filtre réseau comprend enfin, connectés entre les bornes de l'enroulement secondaire 3, un condensateur 7 et un limiteur de tension 8.
Les selfs 5 et 6 forment avec le condensateur 7 un filtre haute fréquence passe bas n'atténuant pas la tension réseau, tandis que limiteur de tension 8, par exemple un varistor, a pour fonction de limiter les pointes de tension entre les bornes N min et P min pouvant être produites, soit par le réseau, soit au moment du retrait du filtre de la prise.
Le fonctionnement du filtre est le suivant. Une fois le filtre réseau raccordé à une prise, la tension entre les bornes N et P se retrouve aux bornes de l'enroulement secondaire 3 avec les signaux parasites qui lui sont superposés. Le filtre haute fréquence, raccordé à ce même enroulement, atténue fortement ces signaux parasites, et la tension réseau filtrée apparait alors entre les bornes de sortie N min et P min . La borne M étant prise comme référence des potentiels, les signaux parasites sur la borne N, mesurés par rapport à la masse, se retrouvent aussi sur la borne P avec la même amplitude et la même phase. Ces signaux ne produisant pas de courant dans l'enroulement primaire 2, ils ne sont pas transmis par le transformateur 1 aux bornes de sortie N min et P min .
Par contre les signaux sur la borne N créent une différence de potentiel entre les enroulements primaire 2 et secondaire 3, et peuvent ainsi passer à travers le transformateur 1 grâce aux capacités existant entre ces enroulements. L'écran électrostatique 4, relié à la borne M, a pour but de bloquer cette voie de transmission en détournant vers la masse le courant capacitif créé par les signaux présents sur la borne N.
Les bornes de sortie N min , P min et M min du filtre réseau ne comportent donc aucun des signaux parasites du réseau grâce au filtre haute fréquence, constitué par les selfs 5, 6 et le condensateur 7, et à l'écran électrostatique 4.
Les selfs 5 et 6 peuvent se présenter sous la forme de deux éléments indépendants. Elles peuvent aussi avantageusement être constituées par deux enroulements bobinés sur un corps magnétiques communs, les enroulements devant alors être connectés de manière que les courants traversant les selfs créent dans le corps magnétique des flux de sens opposés.
Bien entendu le filtre haute fréquence connecté aux bornes de l'enroulement secondaire 3 pourrait avoir une structure différente, sans que le filtre réseau sorte du cadre de la présente invention.