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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).