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Le brevet principal correspondant No.
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a pour objet de prévoir un ensemble de remplacement de tbyra-
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trôna à l'état solide, commandé en phaes pour réduire 10 temps d'immobilisation de l'équipement et lea train de remploi cernent et d'entretien d'équipements qui utilisent des tUbai thyratrons, On à trouvé qu< cet ensembles-& l'état, solide augmentent le rendement général des circuit* associés* Un fonctionnaient à commande par grandeur de tan* tien est possible avec des tubes thyratrons parce que la tM" j tien d'entrée en conductioawat fonction à la fois de la tens ion de grille et de la tension de plaque.
L'angle dalluma6e c eatidira le retard de temps entre le moment où le signal d'entrée en courant alternatif coupe l'axe des séron et le point où N'allume le tube peut être reculé? en faisant varier la polarisation de grille sur une étendue petite. Ce procédé
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simple est ordinaircuent utilisé sans amplification de la polarisation de grille puisque les conditions d'entrée en con- duction laissant le passage, pour les thyratrons sont relative- ment faibles et constantes.
Les conditions de courant de pas
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sage grand et variable dep iedresaeura commandés dont question ei-deaaua ont cependant donné lieu à des *osais infructueux de substitution directe de redresseurs coènandéa à des thy- ratrona, la bref, la présente invention uttlite un ilie tent Mtplifiettaur placé entre le signal de conaande et les moyens interrupteurs de circuit ( redresseur commandé). L'am- f plitication ainsi obtenue rend possible l'entrée en condue. µ tien ou allumage du redresseur commandé pour de faibles va-
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leurs de la tension de commande.
Une boucle de réaction règle Automatiquement la tension d'entrée en conduction exact. ni
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aaaaaira pour maintenir l'équilibre A la sorti* régulé . tu plus de remplacer les tube, thyratrons dans des circuits existants à demi-onde, sur une base de substitution direct ,
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la présente invention peut également 1 t'tendre .. des circuit* à deux alternances sur batte d'une application nouvelle, La protection contre par courant excessif est facilement aidé aussi bien dans les configurations à demi*
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onde que dans les configurations à alternance@ conpltt...
Des objets et particularités -autres de la pr4- fente Invention apparaîtront a la considération du la 4..cri tion détaillée suivant en association avec le* dessins dans lesquels :
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Figure 1 est un circuit demi-onde comcand6 par la grandeur de la tension dans lequel on utilise un ensemble a l'atat solide pour la remplacement d'un thyratron. ':
Figure 2 est une seconde forme de réalisation d'un circuit demi-oude à commande par grandeur de tension, dans lequel on utilise un 8n.tab18 . l'état solide da nmpu... ciment d'un thyratron clan. un seconde fora* de réalisation,
Figure 3 est un exemple d'un application à
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onde complète des figures 1 et 2 dans laquelle certaines teob.,i., ques de protection sont utilisées; et
Figure 4 est une seconde fora de réalisation pour onde complète dans, laquelle on utilise un ensemble
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"thyratron" à l'état tiolidee tb,ratron".. 1t'ta' ,,011d,..
On remarquera que la premier chiffre de chaque .élément de chacune des figures des dessins correspond au numéro de la figure dans laquelle cet élément a fait son 1
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apparition pour la-pNll1 fois.
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Figure 1 des dessins représente une forme que l'ensemble de remplacement de thyratrons par un circuit com- mandé par grandeur de la tension , comme Montré par la boîte en pointillés 112, peut prendre. Les notations d'anode 15* de cathode 16 et de grille 17 se rapportent à des borne* Cor- respondantes d'un tube thyratron.
Dans la forme de réalisation de l'invention Montrée à la figure 1, le redresseur command' 101 a sa berne d'anode reliée à la borne d'anode 15 du tube correspondant tandis que sa borne de cathode est reliée à la borne de cathode 16 du tube correspondant . L'émetteur du transistor amplificateur 102 est relié au conducteur condi. tionnel ou conducteur de commande du redresseur commandé 101, L'électrode anode du redresseur commandé 101 *et reliée à l'électrode collecteur du transistor 102 par la résistance 105.
L'électrode cathode du redresseur commande 101 est reliée à l'électrode collecteur du transistor 102 par un dispositif ssymétriquement conducteur de Zenerl03. Les électrodes base et collecteur du transistor 102 sont reliées par la résistance 104. Délectrode de base du transistor 102eat reliée au curseur du potentiomètre 107 par le dispositif asymétriquement conducteur de Zener 106. Le secondaire du transformateur 109 est monté en séria avec l'anode et la cathode du redresseur commandé 101, la charge 106 et la bobine d'arrtt-filtre 111.
Une source de courant alternatif 110 est reliée au primaire du transformateur 109,
Le fonctionnement du circuit de la figure 1 est le suivant :suivamt la tension de la charge en courant continu la base du transistor 102 est polarisée dans le sens positif ou dans le sens négatif par rapport à la borne de cathode.
Lorsque la base du transistor 102 est positive par rapport, 1. borne de cathode, le transistor est polarisé pour la conduction en faisant que s'écoule un courant base-émetteur , et par suit
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un courant collecteur-émetteur. Le courant collecteur-émetteur
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fournit un courant conditionnel de passage au redresseur C()llll8I1- dé 101 et provoque la conduction ou passage du courant pour une tension directe faible déterminée.
L'amplification propre
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au transistor 102 permet ainsi au redresseur commandé 101 dttx'a polarisé pour la conduction pour des valeurs relativement
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faibles du courant base-émetteur , en écartant ainsi l'obsta cle principal que l'on rencontre dans la substitution de
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redresseurs commandés à des tubes thyratrons comme r ommr<lùi précédemment.
La tension il,.- urra,aiaus.lleaxiZa pour maintenir l'équilibre raz la sortie régulée est automatiquement -o'rd&140 par la boucla de réaction qui comprend un dispositif a81.'.. triquement conducteur de Zoner 106 ,les électrode* base-
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émetteur du transistor 102, Ion électrodes de cathode condl. tionnallea du redresseur commandé 101 et une partie du pateu ;
tioaètre 107, comme on le discutera ci-après* Lorsque le. trsjs. base-émetteur du transistor 102 est trop négatif, ctelt-1- dire si le potentiel Apparaissant à la bas* du transistor 102 est négatif par rapport à la borne de cathode, il ne s'é- coule pas de courant de passage conditionnai et le redresseur commandé 101 est empêché de s'allumer Ceci se produirait si la tension de sortie était trop élevée par exemple pendant le transitoire qui fait suite à la suppression d'une partie de la charge On remarquera que l'invention exige l'emploi d'un gain propre du transistor dont la fonction n'est cependant ,pas simplement celle d'un commutateur*
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'Le dispositif a,,
.6triqu..ent conducteur da Zanar 103 et¯4 résistance 105 de la figure 1 donnent la polarisation en régime pour le transistor 102, Un dispositif aayaêtriqua- ment conducteur de Zoner 103 est utilisé à la foie pour fixer la tension de collecteur du transistor 102 a une valeur stable
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de la t ension de polarisation et pour limiter la tension inversa
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apparaissant sur les électrodes. collecteur-émetteur du tran-
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. tptor 102 lorsque le redresseur commandé 101 est dégagé une tension inverse importante.
Si l'on ntatilisait pas un dispositif symétriquement conducteur d a Zoner 103t otost*40 dire et l'on mettait une résistance à sa place* la tension nominale inverse collecteur émetteur du transistor 102 devrait être de l'ordre de grandeur de la tension nominale
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inverse du redresseur commandé** Pour la plupart des appitet" tions à de* sources d'alimentation , ceci nécessiterait 1* emploi d'un transistor spécialement fabriqué.
En faisant
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usage du dispositif asym6triquoisent conducteur de Zener9lO3# cependant, on peut faire usage de transistors normalement disponibles dans la commerce, j'iyant un gain suffisant* L'em- loi du dispositif aaymétriqueawnt conducteur de Zener 103# par conséquent, et traduit par une économie considérable* Le dispositif asymétriquement conducteur de zoner 106 donne qu potentiel de référence constant ( ce que l'on appelle parfois ia batterie de grille qui est utilisée pour commander l'an- ! clé d'allumage) dans le trajet de base du transistor 102.
La résistance 104 *et nécessaire pour donner le courant dieu- tretien du dispositif soymétriquement conducteur de Zoner 106 indépendamment des états de conduction du transistor 102 et du redresseur commandé 101*,-La résistance 104 donne aussi la commande de base pour le transistor 102. La résistance
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105 donne pour le dispositif a symétriquement conducteur de Zener 103 un trajet d'entretien qui est également indépendant de l'état de conduction du transistor 102.
Par conséquente
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jusqu'à ce le redresseur commandé 101 soit polarisé dans le sans de la conduction par 1'écoulement de courant collée'' leur -éaetteur à or* le transistor 102, tout le courant passe par la résistance 104, par le dispositif asymétriqueienE
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i 01l4"o"'IUt' de Xener 106, une partie du potentiomètre 107 et 1* bobine filtre 111. te courant traversant la résistance 105 Il partagé entre la résistance 104 et le dispositif a symétriquement conducteur de Zoner 103.
Lorsque la redresseur commandé 101 est polarisé pour la conduction, .e courant dans la résistance 104 a< Divisa entre le dispositif asymétrlquement conducteur de Zoner 106 et le trajet de courant basa-émetteur du %rancie.
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t-or lt?2qui à non tour, détermine la courant de commande du redresseur commandé 101. Le courant de commande et fourni par la. courant qui $'accule à travers la re<tiatanf:e 105, qui n'est pas divisée entre le courant collecteur-émetteur passant par la résistance 102 et le courant qui pause par la régis tance 104 et le dispositif asymétriquement conducteurde tenez; 103.
Le potentiomètre 107 moeurs un échantillonnage sélectif
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ou pria* s élective du potentiel de sortie qui apparaît aux bornes de la charge 108. l'inductance 111 ait une bobine d'arrêt formant filtre.
Comme remarqué ci-dessus, la boucle qui comprend
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1$ dispositif aay.'tr1qu,.ent conducteur de Zener 106 , les électrodes base-émetteur du transistor 102, l'électrode de commando et l'électrode de cathode du redresseur commandé 10 et'une partie du potentiomètre 107 fournissent une trajet de réaction pour maintenir une sortie régulée On pourrait remarquer que le transistor 102 pourrait être remplacé par un élément à impédance.
approprié ,ou élimine entièrementai les demandes de courant de commande du redresseur commandé étaient asses petit$$$
Si l'on réalisait cette substitution, l'élément serait monté à la place des électrodes collecteur-émetteur du
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transistor 102.¯ncti.s que le dispositif symétriquement conducteur de Zener 106 serait relié directement au conducteur
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de oomuràdu du redresseur ecmaandi 101 pour Maintenir luttât la boucle de réaction.
La feras dt réalisation de 1 invention de la
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figure 1 est un circuit commandé par grandeur d'un. t Inliol, du type fonctionnant sur une alternance* Un tel circuit peut
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1 'tre transforma en circuit à deux alternantes en utilisant l':
un a scondaire à prise centrale pour le transformateur 10 comme montré par les parties en pointillés du dessin, et en reliant la borne d'anode d'un second ensemble thyratron iden- tique à celui enfermé dans la boite indiquée en pointillés 112 au point A marqué à la figurai La borne de cathode du
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second ensemble lx serait reliée 4 un point 8 tandis que la borne de grille serait reliée au point C.
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Pigurt 2 du dessin représente une seconde forme de réalisation d'un ensemble à l'état solide de remplacement d'un thyratron pour un circuit commandé par grandeur de tension.
La fonctionnement du circuit de la figure 2 est sensiblement le mime que celui de la figure 1 et on n'en fera donc pas la
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discussion* Le dispositif anymétriquemont conducteur 223 est a jouté en série au redresseur commandé 101 pour partager les tensions inverses apparaissant aux bornes du redresseur comman- dé 101 pour des applications 'dans lesquelles des tensions
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inversas excessives existent de manière inhérente. La rdoioe tante 226 en combinaison avec la résistance 105 oblige z ce partage de la tension inverse.
Le dispositif ssymétriquement 1 conducteur 220 est un dispositif de blocage nécessaire dans une configuration pour deux alternances (comme montré dana les parties pointillées du dessin, figure 1) pour empêcher un trajet d'entretien subreptice formé par le trajet base-émetteur
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de 1 tQn.:;
blo de remplacement de thyratron dégagé lorsque l'autre cnccmb1e de remplacement de thyratron est engagée
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La lampe ballant 224 ,la résistance 223 et le dispositif
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a symétriquement conducteur 222 donnent une commande de 1."re- tombée 9 du circuit, c'est-à-dire lorsque le courant de la aharB atteint une valeur maximum prédéterminée t & g changements de régulation se produisent de tension constante à courant cons-
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tant t la tension de la charge cet réduite progressivement pour empêcher une surcharge de l'équipement.Pour des courant,$ de la charge inférieurs à la valeur d "retombée a préétablie le dispositif 222 et la résistance ,223 sont tous deux con-
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ductéurs et partagent le courant qui s'écoule par la résistan- ce 107...
Tant que le dispositif 222 est conducteur, le système maintient une régulation à tension constante sur La
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charge 100. Au point de retombée, la chute de potentiel de lu lampé devient suffisante pour que le courant entier travers sant la résistance 107 pion* par la résistance 223 en faisant que le dispositif 222 devienne non conducteur.
Alors, ou peur des charges plus grandes* le régulateur a pour effet de main- tenir- une tension constante aux bornes de la charge lot et de la lampe 224 en série* La tension de la charge, cependant, .
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est réduite par la chute dans la lampe 224 dont la caract6r11- tiquer de résistance non linéaire est telle qu'elle limite à une' valeur approxiwativement constante le courant 1 tria- vers la charge La. forme de réalisation de l'invention représentée!
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A la figure 3 est un circuit régulateur commandé par gram- deur de tension , du type a deux alternances, utilisant a<'u- louent un ensemble de remplacement de thyratron 112.
Le topa t10n",..nt du dispositif de remplacement de thyratron 112 est discuté au sujet de la figure 1 et, par conséquent, on ne
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le rediscutera pas* Un redresseur en pont à onde complète 330 est relie à l'enroulement secondaire du transformateur 109.
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Le dispositif symétriquement conducteur 322 est un. dispositif
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jouant le rôle atovolane. Le -fonctionnement du dispositif "volant" se voit facilement lorsque l'on considère l'état de
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choses qui *ciste au moment o l'ensemble thyratron et dégage; lorsque le courant cesse de s'écouler à travers l'ensemble thyratron, l'énergie emmagasinée dans l'inductance filtre
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111 tend de façon Inhérente à entretenir un écoulement de courant dans le mime sont.
Si le dispositif al"'tr1qu..en' conducteur volant* 332 n'était pas prévu, des trajet* de courant subreptices passant par les diodes du redresseur à pont 330 permettaient à cette énergie de tendre à intro-
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ctu1r8 une tension en strie avec la tension Apparaissant aux bornea de l'enroulement secondaire du transformateur 109 lnplchant ainsi à son tour l'ensemble thyratron 112 de et dégager en dépit du fait que la polarité de la tension en
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courant alternatif apparaissant sur le secondaire du trans-for- mateur 109 *'inverse, Le système ainsi ne joue pas son rôle de régulateur.
L'addition du. dispositif a symétriquement
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conducteur 332 , le Volant" coffre un trajet de décharge à travers la charge pour l'énergie emmagasinée dans l'inductance !
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111 en permettant ainsi à l'ensemble de remplacement de th1r.. j trou de se dégager chaque foie que la tension de la source s'inverse. Il y a un avantage corrélatif dans le tait que le dispositif symétriquement conducteur 332 a aussi réduit le courant moyen à travers l'ensemble de remplacement du thy- ratron,
La forme de réalisation de l'invention représentée]
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à la figure 4 est un circuit régulateur à deux alternances commandé en grandeur* Le fonctionnement fondamental du circuit de la figure 4 *et le même que celui du circuit de la figure 1 et on n'en fera donc pas la * -discussion. Les dispositifs
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symétriquement conducteurs 445 et 446 sont utilisés pour fournit une polarisation convenable pour le circuit de polarisation
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en régime en comprenant des dispositifs asymôtriquement con- ducteurs de Zoner 103 et la résistance 105.
Les résistances 442 et443 assurent un partage de courant de commande égal pour les redresseurs commandés 440 et 441 quelles que soient les caractéristiques du courant de commande individuel, On
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Il rappe1.ra que lorsque l'on considère le fonctionnement du circuit de la figure 4, l'entât en conduction de* thyratrons dans un circuit commandé par une grandeur de tension est fonction à la fois de* tensions de plaque et de grille 1 CI :.
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qui permet d'utiliser l'élément de com ne,9 unique (tran. sistor) dans cette forme de réalisation .
.,.i Toxs.. t ...
1. -Moyens de c13l1Unde ,de circuit comprenant dosi borne* anode, cathode et grille , des moyette interrupteur. de circuit à semiconducteurs, des moyens à impédance pour
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relier la berne de grille aux moyens interrupteur de aix,..
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cuit et des moyens pour polariser les moyens à impédance suivant la demande de brevet Ho .,.w9.t t caractérisé par dos moyens (107, x 225) pour imposer au moins une par. fie du potentiel apparaissant aux bornes d'un* charge (106), a dee Moyene amplificateurs (102) de telle aorte que des µ# caractéristiques de tubes thyratrons oient simulées..
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. 2... Moyens de commande de circuit suivant la revendication 1, caractérisés en ce que les moyens plit1- cateurs (102) sont constituée par un transistor* 3.- Moyens de commando de circuit suivant revendication 1 et la revendication 2. caractérises en ce qu'ils comprennent des %oyons pour relier la partie des pote*-
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tiels de charge et du potentiel de rii'âreucs un ou plu.i'1" moyens à impédance en sorte que l'on obtienne un dquîllbrt. de réaction...
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4.-Moyens de commande de circuit suivant les reven- dications 1 - 3, caractérisée en et que l'électrode de base du transistor(102), un dispositif *symétriquement conducteur de Zoner (106)et une partie d'un potentiel de charge (107) sont reliés en séria à l'électrode cathode du dispositif pnpn (101).
5 .-Moyens de commands de circuit suivant les revendications précédentes, caractérisée en ce que lea moyens à impédance comprennent la combinaison en parallèle d'une résistance (104)et d'un dispositif asymétriquement conduc- tour (103).
6.- Moyens de commande de circuit suivant les revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un moyen à impédance linéaire (223) et un moyen à impédance non linéaire (224) qui comprend un dispositif .symétriquement conducteur (222) fournissent une protection contre les sur*, charges lorsque le courant de charge atteint une valeur maxima ! prédéterminée et que la régulation passe de la tension cons- tante au courant constante
7.- Moyens de commande de circuit ayant un état bas et un état élevé de conduction, comprenant des bornes d'anc- de,
de cathode et de grille des moyens interrupteurs de cir- cuit & semiconducteur des moyens à impédance pour relier la borne de grille aux moyens interrupteurs de circuit et des moyens pour polariser les moyens à impédance particulièrement suivant la revendication 1, caractérisés once quedans un cir- cuit comportant deux éléments de remplacement de thyratrons (configuration à deux alternances) , un dispositif asymétrie qucment conducteur (220) est monté comme dispositif de blocage entra la basa des moyens interrupteurs de circuit(102) et la borne da grille (17).
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8.0 Moyens de régulation de courant et de tension
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comprenant un premier et un êtoondis dispositifs pnpn ayant des électrodes anode, cathode et de commande, un transistor ayant'une base, un collecteur et un émetteur et une source de potentiel en courant alternatif , particulièrement suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils comportent un circuit comprenant un transformateur (109) ayant un enroulement primaire et un enroulement secondaire à prise centrale une
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inductance de filtre (111) une charge (104) . un poG9aGioro..
tre (107), un premier, second, troisième et quatrième dit- positifs asymétriquement conducteurs (430, 431, 44$, 446) , un premier et un second dispositifs anymétriquement conducteur - de Zener (103, 106) , une première, une seconde, une troisième ,
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et une;
quatrième résistances (104 105p 442, 443) des moyens pour relier l'enroulement primaire du transformateur à la source de potentiel en courant alternatif (110) , des moyens pour relier en série une des bornes d'extrémité de l'enroulement
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secondaire du transformateur (109) le premier dispositif,aoy-- métriqqement conducteur (430) , l'électrode d'anode (15) du premier dispositif pnpn(440) l'électrode cathode (16) du premier-/dispositif pnpn , la charge (108) l'inductance filtre j (111) et la borne de prise centrale de l'enroulement secon- daire du transformateur , des moyens pour relier en série 1 gaufre borne terminale du secondaire du transformateurs,
le
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tecond-tispouitit aa7r6GriqueaanG conducteur (431), l'anode- électrode (15) du second dispositif pnpn (441) , l'électrode aathods(16 du second dispositif pnpn , la charte (108)# l'inductance filtre (111) et la borne de pris* centrale du se- sondaire du transformateur, des moyens pour relier en * iris
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le troisième dispositif asymetriquement conducteur (44$) et la pressera résistance- (105) antre l'anode (15) dû premier dispositif pnpn (440) et l'électrode collecteur du transistor
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(102),
des moyens pour relier en série le quatrième dispositif ssymétriquement conducteur (446) et la première résistance (105) entre 1 électrode anode (15) du second dispositif pnpn (441) et l'électrode collecteur du transistor , des moyens pour relier la seconde résistance (443) entre l'électrode émet* teur du transistor et l'électrode de commande (17) du pre- mier dispositif pnpn des moyens pour relier la troisième résistance (442) entre l'électrode émetteur du transistor et l'électrode de command.
(17) du second dispositif pnpn, des moyens pour relier la quatrième résistante (104) entre la bas* et le collecteur du transistor (102) , des moyens pour relier le premier dispositif ssymértriqument conducteur de Zoner (103) entre l'électrode cathode du premier dispositif PNPN et l'électrode collecteur du transistor , des moyens pour relier le second dispositif asymétriquement conducteur de tenir (106) entre l'électrode 'de base du transistor et un bras coulissant du potentiomètre (107),et des moyens pour relier le potentiomètre (107) aux bornes,de la charge (108) (figure 4).
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The corresponding main patent No.
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aims to provide a replacement set of tbyra-
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solid state throne, controlled in phases to reduce equipment downtime and the re-use and maintenance of equipment that uses tUbai thyratrons, It was found that this set state, solid increase the general efficiency of the circuits * associated * A controlled by magnitude of tan * tien is possible with thyratron tubes because the tM "j tien input in conductioawat function both of the tension of grid and plate voltage.
The switch-on angle will be the time delay between when the AC input signal crosses the seron axis and the point where the switch-on tube can be retracted? by varying the grid polarization over a small extent. This process
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simple is ordinarily used without amplification of the gate polarization since the conduction entry conditions allowing the passage, for the thyratrons are relatively weak and constant.
The step current conditions
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wise large and variable dep iedresaeura ordered which question ei-deaaua have however given rise to unsuccessful attempts to directly substitute coenandea rectifiers for thy- ratrona, in short, the present invention uses an ilie tent Mtplifiettaur placed between the control signal and the circuit interrupter means (controlled rectifier). The amplification thus obtained makes it possible to enter conduits. µ hold or switch on the rectifier controlled for low values
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their control voltage.
A feedback loop Automatically adjusts the input voltage to exact conduction. or
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aaaaaira to maintain the balance At the exit * regulated. you no longer replace tubes, thyratrons in existing half-wave circuits, on a direct substitution basis,
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the present invention can also extend to bat half-wave circuits * in a novel application. The overcurrent protection is easily aided both in half-wave configurations *
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wave that in alternating configurations @ conpltt ...
Other objects and features of the present invention will become apparent upon consideration of the following detailed description in association with the * drawings in which:
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Figure 1 is a voltage-controlled half-wave circuit in which a solid state assembly is used to replace a thyratron. ':
Figure 2 is a second embodiment of a voltage-controlled half-oude circuit, in which an 8n.tab18 is used. solid state da nmpu ... cement of a clan thyratron. a second implementation forum,
Figure 3 is an example of an application to
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full wave of Figures 1 and 2 in which some teob., i., ques of protection are used; and
Figure 4 is a second realization fora for full wave in which we use a set
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"thyratron" in the tiolid state tb, ratron ".. 1t'ta ',, 011d, ..
It will be noted that the first number of each element of each of the figures of the drawings corresponds to the number of the figure in which this element made its 1
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occurrence for la-pNll1 times.
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Figure 1 of the drawings shows a form that the set of replacement thyratrons by a voltage-controlled circuit, as shown by dotted box 112, may take. The denominations of anode 15 *, cathode 16 and grid 17 refer to corresponding terminals * of a thyratron tube.
In the embodiment of the invention shown in Fig. 1, the controlled rectifier 101 has its anode terminal connected to the anode terminal 15 of the corresponding tube while its cathode terminal is connected to the cathode terminal. 16 of the corresponding tube. The emitter of amplifier transistor 102 is connected to the condi conductor. tional or control conductor of the controlled rectifier 101, The anode electrode of the controlled rectifier 101 * and connected to the collector electrode of the transistor 102 by the resistor 105.
The cathode electrode of the control rectifier 101 is connected to the collector electrode of the transistor 102 by a symmetrically conductive device of Zener103. The base and collector electrodes of transistor 102 are connected by resistor 104. The base electrode of transistor 102eat connected to the slider of potentiometer 107 by asymmetrically conductive Zener device 106. The secondary of transformer 109 is mounted in series with the anode and the cathode of the controlled rectifier 101, the load 106 and the filter stop coil 111.
An alternating current source 110 is connected to the primary of transformer 109,
The operation of the circuit of FIG. 1 is as follows: following the voltage of the direct current load, the base of the transistor 102 is biased in the positive direction or in the negative direction with respect to the cathode terminal.
When the base of transistor 102 is positive with respect to the 1st cathode terminal, the transistor is biased for conduction causing a base-emitter current to flow, and thus follows.
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a collector-emitter current. The collector-emitter current
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supplies a conditional flow current to the rectifier C () llll8I1- de 101 and causes conduction or flow of the current for a determined low forward voltage.
Clean amplification
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to transistor 102 thus enables the controlled rectifier 101 dttx'a biased for conduction for values relatively
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low base-emitter current, thus eliminating the main obstacle encountered in the substitution of
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rectifiers controlled by thyratron tubes as r ommr <lùi previously.
The voltage il, .- urra, aiaus.lleaxiZa to maintain the equilibrium at the regulated output is automatically -o'rd & 140 by the feedback loop which includes a device a81. '.. trially conductive of Zoner 106, the electrodes * base -
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emitter of transistor 102, Ion cathode electrodes condl. tionnallea of the controlled rectifier 101 and part of the pateu;
tioeter 107, as will be discussed below * When the. trsjs. base-emitter of transistor 102 is too negative, ctelt-1- say if the potential appearing at the bottom * of transistor 102 is negative with respect to the cathode terminal, there is no conditional passing current flowing and the controlled rectifier 101 is prevented from turning on This would occur if the output voltage were too high, for example during the transient which follows the removal of part of the load It will be noted that the invention requires the use of '' a specific gain of the transistor, the function of which is however not simply that of a switch
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'The device has ,,
.6triqu..ent conductor of Zanar 103 and ¯4 resistor 105 of figure 1 give the steady-state bias for transistor 102. A triqually conductive device of Zoner 103 is used at the liver to fix the collector voltage of the transistor 102 has a stable value
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of the polarization voltage and to limit the reverse voltage
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appearing on the electrodes. trans- collector-emitter
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. tptor 102 when the controlled rectifier 101 is released a large reverse voltage.
If we did not use a symmetrically conductive device d a Zoner 103t otost * 40 say and we put a resistor in its place * the nominal reverse collector emitter voltage of transistor 102 should be of the order of magnitude of the nominal voltage
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reverse of controlled rectifier ** For most power source applications this would require the use of a specially manufactured transistor.
Doing
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use of the asymmetrically conductive device of Zener9103 # however, one can make use of normally commercially available transistors, with sufficient gain * The use of the aaymetric device was not conductive of Zener 103 # therefore, and results in savings The asymmetrically conductive zoning device 106 results in a constant reference potential (sometimes referred to as the gate battery which is used to control the ignition key) in the base path of transistor 102. .
Resistor 104 * is needed to give the godet current of the metrically conductive Zoner device 106 regardless of the conduction states of transistor 102 and the controlled rectifier 101 *, - Resistor 104 also gives the basic control for transistor 102. Resistance
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105 gives the symmetrically conductive zener device 103 a sustain path which is also independent of the conduction state of transistor 102.
Therefore
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until the controlled rectifier 101 is biased in the conduction minus by the current flow stuck '' their emitter to or * transistor 102, all current flows through resistor 104, through the asymmetric device.
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Xener 106, part of potentiometer 107 and filter coil 111. current flowing through resistor 105 It is shared between resistor 104 and the symmetrically conductive Zoner device 103.
When the controlled rectifier 101 is biased for conduction, the current in resistor 104 is divided between the asymmetrically conductive Zoner device 106 and the base-emitter current path of the% rancid.
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t-or lt? 2 which in turn, determines the control current of the controlled rectifier 101. The control current and supplied by the. current which is cornered through the re <tiatanf: e 105, which is not divided between the collector-emitter current passing through the resistor 102 and the current which breaks through the regulator 104 and the asymmetrically conductive device of hold; 103.
The potentiometer 107 practices selective sampling
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or choose the output potential which appears across load 108. Inductor 111 has a choke coil forming a filter.
As noted above, the loop that includes
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As a Zener conductor 106, the base-emitter electrodes of transistor 102, the commando electrode and the cathode electrode of the controlled rectifier 10, and part of the potentiometer 107 provide a path of. reaction to maintain a regulated output It could be noticed that the transistor 102 could be replaced by an impedance element.
appropriate, or entirely eliminate the drive current demands of the controlled rectifier were fairly small $$$
If this substitution were made, the element would be mounted in place of the collector-emitter electrodes of the
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transistor 102.¯ncti.s that the symmetrically conductive Zener device 106 would be connected directly to the conductor
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from oomuràdu of the rectifier ecmaandi 101 to Maintain struggled the feedback loop.
The realization of the invention of the
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Figure 1 is a circuit controlled by magnitude of one. t Inliol, of the type operating on an alternation * Such a circuit can
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It was transformed into a two-alternating circuit using the:
a second center tap for transformer 10 as shown by the dotted parts of the drawing, and connecting the anode terminal of a second thyratron assembly identical to that enclosed in the box indicated in dotted 112 at point A marked in the figure The cathode terminal of the
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second set lx would be connected 4 a point 8 while the gate terminal would be connected to point C.
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Figure 2 of the drawing shows a second embodiment of a solid state replacement thyratron assembly for a voltage-controlled circuit.
The operation of the circuit of Figure 2 is substantially the same as that of Figure 1 and we will therefore not make the
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discussion * The conductive anymetric device 223 is added in series to the controlled rectifier 101 to share the reverse voltages appearing across the controlled rectifier 101 for applications where high voltages are present.
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Excessive inversas inherently exist. Aunt rdoioe 226 in combination with resistor 105 forces this sharing of the reverse voltage.
The symmetrically 1-conductor device 220 is a blocking device necessary in a two-half-wave configuration (as shown in the dotted parts of the drawing, Figure 1) to prevent a surreptitious sustain path formed by the base-transmitter path.
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of 1 tQn .:;
thyratron replacement block cleared when the other thyratron replacement block is engaged
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The dangling lamp 224, the resistor 223 and the device
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a symmetrically conductive 222 gives a command of 1. "circuit feedback 9, that is to say when the current of the aharB reaches a predetermined maximum value t & g regulation changes occur from constant voltage to constant current -
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as the load voltage is gradually reduced to prevent overloading the equipment. For currents, $ of the load less than the preset dropout value the device 222 and resistor, 223 are both connected.
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ductors and share the current flowing through the resistor 107 ...
As long as device 222 is conducting, the system maintains constant voltage regulation on La
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load 100. At the drop point, the drop in potential of the lamp becomes sufficient for the entire current through resistor 107 to pawn * through resistor 223 causing device 222 to become non-conductive.
So, or fear of larger loads * the regulator has the effect of keeping a constant voltage across the batch load and lamp 224 in series * The load voltage, however,.
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is reduced by the drop in the lamp 224, the nonlinear resistance characteristic of which is such as to limit the current to the load to an approximately constant value.
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In FIG. 3 is a voltage generator controlled regulator circuit of the two half-wave type using a replacement thyratron assembly 112.
The topa t10n ", .. nt of thyratron replacement device 112 is discussed with respect to Figure 1 and, therefore, no
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will not discuss it again * A full wave bridge rectifier 330 is connected to the secondary winding of transformer 109.
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The symmetrically conductive device 322 is one. device
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playing the atovolane role. The operation of the "flying" device is easily seen when considering the state of
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things which * cist at the moment when the whole thyratron and releases; when the current stops flowing through the thyratron assembly, the energy stored in the inductor filters
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111 inherently tends to maintain a current flow in the mime are.
If the device was not provided as a flying conductor * 332, surreptitious current paths * passing through the diodes of the bridge rectifier 330 allowed this energy to tend to intrude.
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ctu1r8 a voltage in streak with the voltage appearing at the terminals of the secondary winding of the transformer 109 thus lnplchant in turn the thyratron assembly 112 from and disengaging despite the fact that the polarity of the voltage in
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alternating current appearing on the secondary of transformer 109 * 'inverse. The system thus does not play its role of regulator.
The addition of. symmetrically a device
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conductor 332, the Flywheel "provides a discharge path through the load for the energy stored in the inductor!
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111 thus allowing the replacement th1r .. j hole assembly to clear each liver as the source voltage reverses. There is a correlative advantage in the fact that the symmetrically conductive device 332 also reduced the average current through the replacement thyratron assembly,
The embodiment of the invention shown]
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in FIG. 4 is a two-wave regulator circuit controlled in magnitude * The fundamental operation of the circuit of FIG. 4 * is the same as that of the circuit of FIG. 1 and we will therefore not do the * -discussion. The devices
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symmetrically conductors 445 and 446 are used to provide a suitable bias for the bias circuit
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in regime comprising asymmetrically conductive Zoner 103 devices and resistor 105.
Resistors 442 and 443 provide equal control current sharing for controlled rectifiers 440 and 441 regardless of the individual control current characteristics.
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It will be recalled that when we consider the operation of the circuit of figure 4, the start in conduction of * thyratrons in a circuit controlled by a voltage quantity is a function of both * plate and gate voltages 1 THIS :.
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which allows the single com element 9 (transistor) to be used in this embodiment.
.,. i Toxs .. t ...
1. -Means of c13l1Unde, circuit comprising dosi terminal * anode, cathode and grid, switch hubs. semiconductor circuit, impedance means for
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connect the gate bern to the aix switch means, ..
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fired and means for biasing the impedance means according to the patent application Ho.,. w9.t t characterized by back means (107, x 225) to impose at least one par. based on the potential appearing at the terminals of a * load (106), has dee means amplifiers (102) of such aorta that µ # characteristics of thyratron tubes are simulated.
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. 2 ... Circuit control means according to claim 1, characterized in that the plit1- cateurs means (102) consist of a transistor * 3.- Circuit control means according to claim 1 and claim 2. characterized in what they understand% oyons to connect the friends part * -
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load and potential rii'âreucs one or more.i'1 "means impedance so that one obtains a dquîllbrt. of reaction ...
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4. Circuit control means according to claims 1 - 3, characterized in and that the base electrode of the transistor (102), a symmetrically conductive Zoner device * (106) and part of a potential of load (107) are connected in series to the cathode electrode of the pnpn device (101).
5. Circuit control means according to the preceding claims, characterized in that the impedance means comprise the combination in parallel of a resistor (104) and of an asymmetrically conductive device (103).
6. Circuit control means according to the preceding claims, characterized in that linear impedance means (223) and non-linear impedance means (224) which comprises a symmetrically conductive device (222) provide protection against over *, charges when the charge current reaches a maximum value! predetermined and that the regulation changes from constant voltage to constant current
7.- Circuit control means having a low state and a high conduction state, comprising anchor terminals,
of cathode and gate circuit interrupting means & semiconductor impedance means for connecting the gate terminal to circuit interrupting means and means for biasing the impedance means particularly according to claim 1, characterized once in a circumstance. Fired having two replacement thyratron elements (two half-wave configuration), a fully conductive asymmetric device (220) is mounted as a blocking device between the base of the circuit interrupter means (102) and the gate terminal (17).
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8.0 Means of current and voltage regulation
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comprising a first and a round pnpn device having anode, cathode and control electrodes, a transistor having a base, a collector and an emitter and an alternating current potential source, particularly according to claim 1, characterized in that they have a circuit comprising a transformer (109) having a primary winding and a secondary winding with a central tap.
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filter inductor (111) a load (104). a poG9aGioro ..
tre (107), a first, second, third and fourth asymmetrically conductive positive (430, 431, $ 44, 446), a first and a second anymetrically conductive Zener device (103, 106), a first, a second, a third,
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and an;
fourth resistors (104 105p 442, 443) means for connecting the primary winding of the transformer to the source of alternating current potential (110), means for connecting in series one of the end terminals of the winding
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secondary of the transformer (109) the first device, aoy-- metrically conductive (430), the anode electrode (15) of the first pnpn device (440) the cathode electrode (16) of the first- / pnpn device, the load (108) the filter inductance j (111) and the central tap terminal of the secondary winding of the transformer, means for connecting in series 1 terminal terminal of the secondary of the transformer,
the
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tecond-tispouitit aa7r6GriqueaanG conductor (431), the anode- electrode (15) of the second pnpn device (441), the aathods electrode (16 of the second pnpn device, the chart (108) # the filter inductor (111) and the central socket * terminal of the transformer secondary, means for connecting in * iris
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the third asymmetrically conductive device ($ 44) and will press the resistor- (105) between the anode (15) of the first pnpn device (440) and the collector electrode of the transistor
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(102),
means for connecting in series the fourth symmetrically conductive device (446) and the first resistor (105) between 1 anode electrode (15) of the second pnpn device (441) and the collector electrode of the transistor, means for connecting the second resistor (443) between the emitter electrode of the transistor and the control electrode (17) of the first pnpn device means for connecting the third resistor (442) between the emitter electrode of the transistor and the control electrode .
(17) of the second pnpn device, means for connecting the fourth resistor (104) between the bottom * and the collector of the transistor (102), means for connecting the first symmetrically conductive Zoner device (103) between the cathode electrode of the first PNPN device and the collector electrode of the transistor, means for connecting the second asymmetrically conductive device to hold (106) between the base electrode of the transistor and a sliding arm of the potentiometer (107), and means for connecting the potentiometer (107) at the terminals of the load (108) (figure 4).