La présente invention a pour objet un nouveau système fournissant
une référence de tension ou de courant, utilisable notamment dans les régulateurs industriels. Ce nouveau système est essentiellement caractérisé en ce qu'une tension proportionnelle ou égale à la tension à régler, ou une tension proportionnelle au courant à régler, est appliquée, éventuellement après redressement, sur un dispositif présentant-un seuil de tension qui, ce seuil étant atteint, laisse passer un courant destiné à maintenir la valeur désirée de la tension ou
du courant , par action sur la saturation d'un circuit magnétique.
Ce nouveau système, de construction simple, présente les avantages d'un bon rendement, d'une insensibilité à la fréquence et d'une grande facilité de réglage de la valeur de la référence.
En se référant aux figures schématiques ci-jointes, on va décrire des exemples/donnés à titre non limitatif, de mise en oeuvre de l'invention. Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos.'de ces exemples, devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être aussi bien utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
Dans l'exemple de la Fig. 1, on a supposé qu'il s'agissait d'alimen-
<EMI ID=1.1>
continu constant. La source 1 alimente, en série, les enroulements de travail 3
<EMI ID=2.1>
une self de filtrage 5 et une résistance additionnelle 6. Les redresseurs secs
7 sont des redresseurs d'auto-saturation et les redresseurs 8 servent au redressement du courant de sortie de l'amplificateur magnétique 4.
La tension aux bornes de la résistance 6 est une image du courant traversant la charge 2; conformément à l'invention, on dispose, aux bornes de la résistance 6, un circuit en parallèle comprenant s un dispositif présentant un seuil de tension, que l'on a supposé être ici une diode au silicium à effet
<EMI ID=3.1>
en contre-réaction.
Si l'on désigne par I le courant débité par cet amplificateur magnétique , par r la valeur de la résistance 6 et par Uz la tension Zener de la diode 9, tant que le courant I est inférieur à une valeur Io telle que s
<EMI ID=4.1>
l'amplificateur magnétique est saturé. Si l'on augmente la tension de la source
1 le courant I augmente et dès qu'il atteint la valeur Io, un courant se met
à circuler dans la boucle de contre-réaction. Il se produit alors une variation de flux dans les enroulements de travail 3 de l'amplificateur 4, variation de
flux qui absorbe une partie de la tension d'alimentation, de sorte que le courant I reste constant et égal à Io, puisque la tension rI, prélevée aux bornes
de 6 est fixée par la tension Zener Uz de la diode 9.
Ce sont les caractéristiques du dispositif 9 qui fixent le nombre de spires de l'enroulement de contre-réaction 10 -0 il faut , en effet, pouvoir apporter, dans l'enroulement de contre-réaction 10, le nombre d'ampères-tours suffisant pour contrôler l'amplificateur 4.
Une variation de la résistance R de la charge 2 n'affecte pas la valeur Io du courant réglé, puisque celle-ci est définie par la relation, g
<EMI ID=5.1>
6. Il est clair que le courant Io est indépendant de la fréquence de la source d'alimentation puisque l'on opère sur un courant redressé.
La régulation du courant est d'autant meilleure que le courant dérivé dans la boucle de contre-réaction est faible devant le courant principal I que
ce courant I est bien filtré et que la résistance de l'enroulement de contre-réaction 10 est faible devant celle de 6, Ce système est intéressant à partir d'une certaine puissance, par exemple de quelques watts. Le courant I doit, en effet , être très supérieur au courant dérivé dansée circuit de contre-réaction, pour que la régulation soit bonne, comme on vient de le voir. De plus,pour avoir un bon rendement, il faut
<EMI ID=6.1>
dispositif 9, qui, dans le cas d'une diode à effet Zener, est de l'ordre de quelques volts.
Un facteur d'erreur peut provenir des variations de la température ambiante, une diode à effet Zener, par exemple, présentant un coefficient de température positif. On peut compenser les variations, en fonction de la température, des caractéristiques du dispositif 9 par les variations de caractéristiques d'un autre dispositif. La résistance 6 pourra, par exemple, avoir le même coefficient de température que le dispositif 9. On pourra également mettre en série avec une diode à effet Zener 9, une ou plusieurs plaques de redresseurs 11, par exemple au sélénium, parcourues par le courant dans le sens direct, comme le représente le schéma, du circuit de contre-réaction, donné par la Fig. 2. On
sait en effet que de tels redresseurs présentent dans le sens direct une force contre-électro-motrice possédant un coefficient de température négatif. Suivant la valeur du coefficient de température de la diode 9 à effet Zener, il faudra dis poser une ou plusieurs plaques de redresseurs 11.
Il y a intérêt a-t'on vu, à ce que le courant dérivé dans le circuit de contre-réaction soit faible, mais on peut aussi obtenir une bonne régulation en maintenant ce courant à une valeur plus élevée mais relativement beaucoup
plus constante. Le schéma de la Fig. 3, où l'on a conservé pour les organes analogues, les mêmes références que sur les Fig. 1 et 2, permet d'obtenir ce résultat. Un enroulement 12 de quelques spires est mis en série dans le circuit de débit de l'amplificateur 3 et produit des ampères-tours de contrôle magnétisants, c'est-à-dire en opposition avec ceux de l'enroulement de contre-réaction 10.
La fig. 4 représente le cycle d'hystérésis du circuit magnétique
<EMI ID=7.1>
tisants et, en ordonnée, le flux.
Si N désigne le nombre de spires de l'enroulement 12 et I le courant débité, les ampères-tours magnétisants produits par l'enroulement 12 sont égaux
<EMI ID=8.1>
Les ampères-tours qui devront être apportés par le circuit de contreréaction pour contrôler l'amplificateur sont égaux à ces ampères-tours NI augmentés des ampères-tours magnétisants du circuit magnétique; leur valeur est comprise entre AM et Am. On voit ainsi que plus NI sera grand, plus les ampères-tours fournis par le circuit de contre-réaction seront relativement constants. On est toutefois limité dans cette voie par le fait que le courant dans le dispositif
9 est faible et que l'on ne peut pas mettre un trop grand nombre de spires de contrôle sur le circuit de contre-réaction.
Ce montage présente, en outre, l'avantage que le dispositif 9 travaillant à courant constant, ne subit pas de variations d'échauffement dues au courant qui le traverse, comme c'est le cas dans le montage de la Fig. 1.
Dans le circuit de contre-réaction, on a ajouté, outre le redresseur sec 11 comme dans la Fig. 2, une self de découplage 13 qui évite la circulation de courants harmoniques induits dans l'enroulement de contre-réaction.
Dans les exemples qui viennent d'être décrits, on a supposé que la charge 2 était alimentée en courant continu, mais l'invention s'appliquerait aussj bien si cette charge était alimentée en courant alternatif, des redresseurs étant alors disposés pour assurer un sens convenable du courant dans le circuit de
<EMI ID=9.1>
Si, au lieu d'une référence de courant, on désirait obtenir une référence de tension pour la charge 2, il suffirait de disposer le circuit de contre-réaction aux bornes de la charge 2 ou d'un potentiomètre branché aux bornes de cette charge.
The present invention relates to a new system providing
a voltage or current reference, usable in particular in industrial regulators. This new system is essentially characterized in that a voltage proportional to or equal to the voltage to be adjusted, or a voltage proportional to the current to be adjusted, is applied, possibly after rectification, to a device having a voltage threshold which, this threshold being reached, passes a current intended to maintain the desired value of the voltage or
current, by acting on the saturation of a magnetic circuit.
This new system, of simple construction, has the advantages of good efficiency, insensitivity to frequency and great ease of setting the reference value.
With reference to the accompanying schematic figures, examples / given without limitation, of implementation of the invention will be described. The embodiments which will be described with regard to these examples should be considered as forming part of the invention, it being understood that any equivalent arrangements can be used as well without departing from the scope thereof.
In the example of FIG. 1, it was assumed that this was a
<EMI ID = 1.1>
continuous constant. Source 1 supplies, in series, the working windings 3
<EMI ID = 2.1>
a filter inductor 5 and an additional resistor 6. The dry rectifiers
7 are self-saturation rectifiers and the rectifiers 8 are used to rectify the output current of the magnetic amplifier 4.
The voltage across resistor 6 is an image of the current flowing through load 2; in accordance with the invention, there is, at the terminals of resistor 6, a parallel circuit comprising s a device having a voltage threshold, which has been assumed here to be a silicon diode with effect
<EMI ID = 3.1>
in feedback.
If we denote by I the current delivered by this magnetic amplifier, by r the value of resistor 6 and by Uz the Zener voltage of diode 9, as long as the current I is less than a value Io such that s
<EMI ID = 4.1>
the magnetic amplifier is saturated. If we increase the voltage of the source
1 the current I increases and as soon as it reaches the value Io, a current starts
to circulate in the feedback loop. There then occurs a variation of flux in the working windings 3 of the amplifier 4, variation of
flux which absorbs part of the supply voltage, so that the current I remains constant and equal to Io, since the voltage rI, taken at the terminals
of 6 is fixed by the Zener Uz voltage of the diode 9.
These are the characteristics of the device 9 which fix the number of turns of the feedback winding 10 -0 it is necessary, in fact, to be able to provide, in the feedback winding 10, the number of ampere-turns sufficient to control amplifier 4.
A variation of the resistance R of load 2 does not affect the value Io of the set current, since this is defined by the relation, g
<EMI ID = 5.1>
6. It is clear that the current Io is independent of the frequency of the power source since we operate on a rectified current.
The regulation of the current is all the better as the derivative current in the feedback loop is weak compared to the main current I than
this current I is well filtered and that the resistance of the feedback winding 10 is low compared to that of 6. This system is interesting from a certain power, for example a few watts. The current I must, in fact, be much greater than the derivative current in the feedback circuit, so that the regulation is good, as we have just seen. In addition, to have a good yield, it is necessary
<EMI ID = 6.1>
device 9, which, in the case of a Zener effect diode, is of the order of a few volts.
An error factor can come from variations in ambient temperature, for example a Zener diode exhibiting a positive temperature coefficient. The variations, as a function of temperature, in the characteristics of the device 9 can be compensated for by the variations in the characteristics of another device. Resistor 6 can, for example, have the same temperature coefficient as device 9. It is also possible to put in series with a Zener effect diode 9, one or more rectifier plates 11, for example selenium, through which the current flows. in the direct direction, as shown in the diagram, of the feedback circuit, given by FIG. 2. We
indeed knows that such rectifiers present in the direct direction a counter-electro-motive force having a negative temperature coefficient. Depending on the value of the temperature coefficient of the Zener effect diode 9, one or more rectifier plates 11 must be installed.
It is advantageous, as we have seen, for the derivative current in the feedback circuit to be low, but it is also possible to obtain good regulation by maintaining this current at a higher value but relatively much
more constant. The diagram of FIG. 3, where the same references as in FIGS. 1 and 2, allows to obtain this result. A winding 12 of a few turns is put in series in the flow circuit of the amplifier 3 and produces magnetizing control ampere-turns, that is to say in opposition to those of the feedback winding 10 .
Fig. 4 represents the hysteresis cycle of the magnetic circuit
<EMI ID = 7.1>
tisants and, on the y-axis, the flow.
If N denotes the number of turns of winding 12 and I the current delivered, the magnetizing ampere-turns produced by winding 12 are equal
<EMI ID = 8.1>
The ampere-turns which will have to be provided by the counter-reaction circuit to control the amplifier are equal to these NI ampere-turns increased by the magnetizing ampere-turns of the magnetic circuit; their value is between AM and Am. It can thus be seen that the greater NI, the more the ampere-turns supplied by the feedback circuit will be relatively constant. We are however limited in this way by the fact that the current in the device
9 is weak and that one cannot put too many control turns on the feedback circuit.
This assembly also has the advantage that the device 9 working at constant current does not undergo variations in temperature rise due to the current flowing through it, as is the case in the assembly of FIG. 1.
In the feedback circuit, besides the dry rectifier 11 as in FIG. 2, a decoupling choke 13 which prevents the circulation of harmonic currents induced in the feedback winding.
In the examples which have just been described, it has been assumed that the load 2 was supplied with direct current, but the invention would apply equally well if this load was supplied with alternating current, rectifiers then being arranged to ensure a direction. appropriate current in the circuit
<EMI ID = 9.1>
If, instead of a current reference, we wanted to obtain a voltage reference for load 2, it would suffice to place the feedback circuit at the terminals of load 2 or a potentiometer connected to the terminals of this load .