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GENERATEUR A HAUTE FREQUENCE.
La présente invention se rapporte aux circuits oscillateurs de puissance et concerne plus spécialement les appareils de commande pour stabi- liser la tension aux bornes du circuit oscillant de sortie de tels oscilla- teurs.
On a déjà proposé de redresser une petite partie du courant oscil- lant H.F. dans une diode redresseuse et de l'appliquer ensuite à la grille de commande d'un dispositif à décharge à atmosphère gazeuse qui shunte une partie de l'énergie alimentant les filaments de chauffage de l'oscillateur. Un tel appareillage est malheureusement peu indiqué si on désire régler le courant de chauffage de l'oscillateur de façon continue et progressive, parce qu'il ne peut assurer que deux puissances de chauffage, courant de chauffage élevé et courant de chauffage faible, sans réglages intermédiaires; cela signifie que la commande de régulation saute d'un état à l'autre et vice-versa à une cadence déterminée par la capacité calorifique des filaments de l'oscillateur.
De plus, l'appareillage connu est très sensible aux variations de fréquence à cause du couplage inductif avec le circuit oscillant. Cet appareillage a aussi tendance à fonctionner par à-coups, partiellement parce que il n'y a pas de réglages de courant intermédiaires.
L'invention a pour but de procurer un appareil stabilisateur de la tension du circuit oscillant entièrement électrique perfectionné par rap- port aux appareils déjà connus.
Suivant l'invention, le circuit d'alimentation de l'oscillateur de puissance comporte une self à saturation qui maintient aux bornes du cir- cuit oscillant la tension à stabiliser. La réactance.de la self à saturation est réglée par une partie redressée de la tension à stabiliser aux bornes du circuit oscillant. On connecte dans ce but aux bornes du circuit oscillant une diode redresseuse par l'intermédiaire de condensateurs diviseurs de ten-
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sion. La diode est ainsi traversée par un courant continu qui alimente une résistance connectée entre la cathode de la diode et la terre;, et qui est proportionnel à la tension H.F. aux bornes du circuit oscillant de l'oscil- lateur.
La chute de tension aux bornes de la dite résistance sert à comman- der le fonctionnement d'un thyratron à atmosphère gazeuse, recevant sa ten- sion d'allumage d'un circuit à courant alternatif séparé. Le thyaratron à son tour commande le courant continu qui circule dans l'enroulement à cou- rant continu d'une self à saturation disposée dans le circuit d'alimentation du générateur d'oscillations. Ce circuit d'alimentation peut être à une, deux ou un nombre quelconque de phases d'un réseau polyphasé, pourvu qu'il y ait un enroulement à courant alternatif de la self à saturation dans chacu- ne des phases utilisées.
L'impédance de l'enroulement à courant alternatif mis en série dans le circuit d'alimentation du générateur d'oscillations est conditionnée par le courant continu circulant dans l'enroulement à courant continu de la même self à saturation. De cette manière, quand les caractéris- tiques de charge-se modifient et que la .tension du circuit oscillant change à cause du peu de stabilité des générateurs d'oscillations à tubes à vide, le circuit de commande indiqué ci-avant produit un effet compensateur.
Une forme d'exécution préférée de l'invention est représentée à titre d'exemple, au dessin annexé dont la figure unique est une vue schémati- que d'un appareil de commande pour un circuit oscillateur de puissance.
L'appareil représenté au dessin comporte un dispositif oscilla- teur à décharge 11 ayant une cathode 13, une anode 15 et une grille de com- mande 17. La cathode 13 est munie d'un chauffage 19 à filament triple alimen- té par un secondaire de transformateur triphasé 21, mais pouvant être alimen- té en fait par un nombre de phases quelconque. L'oscillateur 11 est représen- té sous la forme classique circuit plaque accordé,' circuit grille non accordé, utilisant la capacité inter-électrodes Cpg, indiquée par un condensateur, pour la réaction. Le filament ou cathode triphasée 13 reçoit son courant de chauf- fage d'un secondaire de transformateur triphasé 21. Les enroulements primaires 23 du dit transformateur triphasé sont alimentés par un réseau triphasé à tra- vers des selfs à saturation 25, 27 et 29, une dans chaque phase.
Chaque self à saturation 25, 27 et 29 comporte au moins un enroulement à courant alterna- tif et un enroulement à courant continu. Les enroulements à courant alternatif 30, 32 et 34 respectivement sont mis en série avec le primaire 23 du transfor- mateur de filament et connectés, par les conducteurs 24, 26 et 28, à une source d'énergie appropriée. Les enroulements à courant continu 36, 38 et 40 respec- tivement sont mis en série entre eux et connectés entre l'anode 31 d'un dispo- sitif à décharge à atmosphère gazeuse 33 et l'enroulement secondaire 35 d'un transformateur d'alimentation à courant alternatif 37 relié lui-même à la ca- thode 39 du dit dispositif à décharge. Le primaire 41 du transformateur d'ali- mentation à courant alternatif 37 est connecté à l'une ou l'autre source dis- ponible de courant alternatif par des connexions 43 et 45.
La grille de com- mande 47 du dispositif à décharge 33 est reliée au secondaire 49 d'un trans- formateur d'allumage de grille 51. L'autre extrémité du secondaire 49 est mise à la terre. Le primaire 53 du transformateur 51 est mis aux bornes du primaire 41 du transformateur 37. L'anode 15 de l'oscillateur 11 est reliée à une extré- mité d'un circuit oscillant à résonance parallèle 55 comportant, reliés en parallèle,un condensateur 57 et une self-induction 59. L'autre extrémité du circuit oscillant 55 est connectée à la borne positive B+ d'une source de cou- rant continu à haute tension (non représentée).
La grille de commande 17 du dispositif à décharge oscillant 11 est partiellement accordée au moyen d'une bobine 61 en série avec elle, et reliée par une résistance de polarisation 63 à la borne négative B- de la dite source de courant continu. Un condensateur de by-pass. de grille 65 est mis en shunt sur cette dernière résistance 63. Un condensateur de by-pass d'anode 67 est connecté entre la borne positive B+ de la source de haute tension anodique et la jonction 69 des enroulements secon- daires 21.du transformateur de chauffage des filaments.
La charge 71 est couplée inductivement à la self 59 du circuit oscillant 55 au moyen d'un enroulement secondaire 73 y associé. Une partie de la tension oscillante H.F. produite aux bornes du circuit oscillant à résonance parallèle 55 est appliquée à l'anode 75 d'une diode redresseuse à décharge 77
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par un conducteur venant du point de jonction 79 de deux condensateurs divi- seurs de tension 81 et 83. La cathode 85 de la diode redresseuse 77 est mise à la terre par une résistance 87. Une autre résistance 89 relie l'anode-75 de la diode redresseuse 77 à la terre. La cathode 85 de la diode redresseuse 77 est réunie à la cathode 39 du dispositif à décharge à atmosphère gazeuse 33.
L'appareillage représenté à la figure 1 sert à stabiliser la ten- sion du circuit oscillant H.F. 55 et l'énergie délivrée par le générateur d' oscillations 11. La fréquence d'oscillation est déterminée par le circuit oscillant à résonance parallèle 55. Si la charge 71 imposée au générateur d' oscillations 11 change sous l'effet d'échauffements inhérents, la tension H.F. aux bornes du circuit oscillant 55 varie considérablement à cause du peu de stabilité des générateurs d'oscillations à tubes à vide courants. Une charge type pour un circuit oscillant de ce genre est constituée par une ma- tière diélectrique chauffée électrostatiquement entre deux électrodes. Quand la charge diélectrique sèche ou subit une cuisson, ses caractéristiques varient et provoquent une augmentation de la tension aux bornes du circuit oscillant 55.
Quand elle se produit, cette variation de tension est appliquée à l'anode 75 de la diode redresseuse 77 et provoque une augmentation du courant circulant dans la résistance 87 reliant la cathode à la terre. De ce fait, la chute de tension aux bornes de la résistance 87 change la polarisation continue appli- quée à la grille de commande 47 du dispositif à décharge à atmosphère gazeuse 33, en changeant le potentiel de la cathode 39 par rapport à celui de la gril- le 47. En fait la polarisation continue de la grille de commande 47 varie donc en fonction de la tension aux bornes du circuit oscillant 55. Le courant de l'anode 31 du dispositif à décharge 33 varie en conséquence et influence le courant continu qui circule dans les enroulements à courant continu 36, 38 et 40 reliés en série des selfs à saturation respectives 25,27 et 29.
L'impédan- ce des enroulements à courant alternatif 30,32 et 34 varie de façon corres- pondante, ce qui change le courant alternatif du circuit de chauffage des filaments et la tension de chauffage appliquée à la cathode 13 du tube oscil- lateur. Cette dernière tension varie jusqu'à ce que la tension du circuit oscillant H.F. 55 a repris sa valeur initiale avant la variation de la charge 71. Quelles que soient les conditions et variations de la charge 71, la tension du circuit oscillant 55 est ainsi maintenue automatiquement constante à condi- tion de ne pas sortir des gammes de régulation des selfs à saturation 25,27 et 29, de la diode redresseuse 77 et des dispositifs à décharge 33 et 11.
Comme les enroulements à courant continu 36, 38 et 40 des selfs à saturation 25, 27 et 29 sont reliés en série, il est clair que le présent système de commande peut être appliqué aussi bien à n'importe quelle alimenta- tion de chauffage monophasée ou polyphasée et qu'il n'est pas limité à l'ali- mentation triphasée décrite.
Quoique l'on ait décrit et représenté un circuit de stabilisation de tension destiné à maintenir constante la tension du circuit oscillant d'un générateur d'oscillations 11 déterminé, il est bien entendu que le dispositif de commande peut être utilisé dans toute application semblable au point de vue fonctionnement.
. REVENDICATIONS.
1.- Circuit pour la régulation automatique de la-tension aux bornes d'un circuit oscillant à résonance, comportant un générateur d'oscillations alimentant le dit circuit oscillant et pourvu d'un circuit d'entrée, une self à saturation mise en série dans le circuit d'entrée, et un dispositif redres- seur connecté entre la self à ,saturation et le circuit oscillant de manière à commander la dite self en fonction de la tension aux bornes du circuit oscillant.
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HIGH FREQUENCY GENERATOR.
The present invention relates to power oscillator circuits and relates more particularly to control apparatuses for stabilizing the voltage across the output oscillating circuit of such oscillators.
It has already been proposed to rectify a small part of the HF oscillating current in a rectifying diode and then to apply it to the control grid of a gas atmosphere discharge device which bypasses part of the energy supplying the filaments. heating of the oscillator. Such an apparatus is unfortunately not very suitable if one wishes to regulate the heating current of the oscillator continuously and gradually, because it can only provide two heating powers, high heating current and low heating current, without adjustments. intermediaries; this means that the regulation command jumps from one state to another and vice versa at a rate determined by the heat capacity of the oscillator filaments.
In addition, the known equipment is very sensitive to frequency variations because of the inductive coupling with the oscillating circuit. This apparatus also tends to operate in spurts, partly because there are no intermediate current settings.
The object of the invention is to provide an apparatus for stabilizing the voltage of the fully electric oscillating circuit which is improved with respect to the apparatus already known.
According to the invention, the power supply circuit of the power oscillator comprises a saturation inductor which maintains the voltage to be stabilized at the terminals of the oscillating circuit. The reactance of the inductor at saturation is regulated by a rectified part of the voltage to be stabilized at the terminals of the oscillating circuit. For this purpose, a rectifying diode is connected to the terminals of the oscillating circuit by means of voltage-dividing capacitors.
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if we. The diode is thus traversed by a direct current which supplies a resistor connected between the cathode of the diode and the earth ;, and which is proportional to the HF voltage at the terminals of the oscillating circuit of the oscillator.
The voltage drop across said resistor serves to control the operation of a gas-filled thyratron, receiving its ignition voltage from a separate AC circuit. The thyaratron in turn controls the direct current which flows in the direct current winding of a saturation inductor arranged in the supply circuit of the oscillation generator. This supply circuit can be one, two or any number of phases of a polyphase network, provided that there is an alternating current winding of the saturation inductor in each of the phases used.
The impedance of the alternating current winding placed in series in the supply circuit of the oscillation generator is conditioned by the direct current flowing in the direct current winding of the same inductor at saturation. In this way, when the load characteristics change and the voltage of the oscillating circuit changes due to the low stability of the vacuum tube oscillation generators, the control circuit shown above produces an effect. compensator.
A preferred embodiment of the invention is shown by way of example in the accompanying drawing, the single figure of which is a schematic view of a control apparatus for a power oscillator circuit.
The apparatus shown in the drawing comprises an oscillating discharge device 11 having a cathode 13, an anode 15 and a control grid 17. The cathode 13 is provided with a triple filament heater 19 fed by a secondary of a three-phase transformer 21, but can in fact be supplied by any number of phases. Oscillator 11 is shown in the conventional tuned plate circuit, untuned gate circuit form, using the inter-electrode capacitance Cpg, indicated by a capacitor, for the feedback. The three-phase filament or cathode 13 receives its heating current from a three-phase transformer secondary 21. The primary windings 23 of said three-phase transformer are supplied by a three-phase network through saturation inductors 25, 27 and 29, one in each phase.
Each saturation inductor 25, 27 and 29 has at least one AC winding and one DC winding. The AC windings 30, 32 and 34 respectively are put in series with the primary 23 of the filament transformer and connected, through the conductors 24, 26 and 28, to a suitable power source. The direct current windings 36, 38 and 40 respectively are put in series with one another and connected between the anode 31 of a gas discharge device 33 and the secondary winding 35 of a transformer. AC power supply 37 itself connected to the cathode 39 of said discharge device. The primary 41 of the AC power transformer 37 is connected to either available source of AC current by connections 43 and 45.
The control gate 47 of the discharge device 33 is connected to the secondary 49 of a gate ignition transformer 51. The other end of the secondary 49 is earthed. The primary 53 of the transformer 51 is placed across the primary 41 of the transformer 37. The anode 15 of the oscillator 11 is connected to one end of a parallel resonance oscillating circuit 55 comprising, connected in parallel, a capacitor. 57 and a self-induction 59. The other end of the oscillating circuit 55 is connected to the positive terminal B + of a high voltage direct current source (not shown).
The control gate 17 of the oscillating discharge device 11 is partially tuned by means of a coil 61 in series with it, and connected by a bias resistor 63 to the negative terminal B- of said direct current source. A bypass capacitor. gate 65 is shunted on this last resistor 63. An anode bypass capacitor 67 is connected between the positive terminal B + of the high anode voltage source and the junction 69 of the secondary windings 21. of the transformer. heating the filaments.
Load 71 is inductively coupled to choke 59 of oscillating circuit 55 by means of a secondary winding 73 associated therewith. Part of the H.F. oscillating voltage produced across the parallel resonance oscillating circuit 55 is applied to the anode 75 of a discharge rectifier diode 77
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by a conductor coming from the junction point 79 of two voltage dividing capacitors 81 and 83. The cathode 85 of the rectifying diode 77 is earthed by a resistor 87. Another resistor 89 connects the anode-75 of the rectifier diode 77 to earth. The cathode 85 of the rectifier diode 77 is joined to the cathode 39 of the gas discharge device 33.
The apparatus shown in FIG. 1 serves to stabilize the voltage of the HF oscillating circuit 55 and the energy delivered by the oscillation generator 11. The oscillation frequency is determined by the parallel resonance oscillating circuit 55. Si the load 71 imposed on the generator of oscillations 11 changes under the effect of inherent heating, the HF voltage at the terminals of the oscillating circuit 55 varies considerably because of the lack of stability of current vacuum tube oscillators. A typical load for such an oscillating circuit is an electrostatically heated dielectric material between two electrodes. When the dielectric charge dries or undergoes baking, its characteristics vary and cause an increase in the voltage across the oscillating circuit 55.
When it occurs, this voltage variation is applied to the anode 75 of the rectifier diode 77 and causes an increase in the current flowing in the resistor 87 connecting the cathode to earth. Therefore, the voltage drop across resistor 87 changes the DC bias applied to control gate 47 of gas atmosphere discharge device 33, changing the potential of cathode 39 relative to that of gas. grill 47. In fact, the DC bias of the control gate 47 therefore varies as a function of the voltage across the terminals of the oscillating circuit 55. The current of the anode 31 of the discharge device 33 varies accordingly and influences the DC current. which circulates in the direct current windings 36, 38 and 40 connected in series with the respective saturation inductors 25, 27 and 29.
The impedance of the AC windings 30, 32 and 34 varies correspondingly, which changes the AC current of the filament heating circuit and the heating voltage applied to cathode 13 of the oscillator tube. This latter voltage varies until the voltage of the HF oscillating circuit 55 has resumed its initial value before the variation of the load 71. Whatever the conditions and variations of the load 71, the voltage of the oscillating circuit 55 is thus maintained. automatically constant on condition of not going outside the regulation ranges of the saturation inductors 25, 27 and 29, of the rectifying diode 77 and of the discharge devices 33 and 11.
As the direct current windings 36, 38 and 40 of the saturation chokes 25, 27 and 29 are connected in series, it is clear that the present control system can be applied to any single phase heating supply as well. or polyphase and that it is not limited to the three-phase supply described.
Although a voltage stabilization circuit has been described and shown intended to keep the voltage of the oscillating circuit of a given oscillation generator 11 constant, it is understood that the control device can be used in any application similar to operation point of view.
. CLAIMS.
1.- Circuit for the automatic regulation of the voltage at the terminals of a resonant oscillating circuit, comprising an oscillation generator supplying the said oscillating circuit and provided with an input circuit, a saturation inductor placed in series in the input circuit, and a rectifier device connected between the saturation choke and the oscillating circuit so as to control said choke as a function of the voltage at the terminals of the oscillating circuit.