Stabilisateur de tension. Certains conducteurs, lorsqu'ils sont dis posés dans un champ magnétique transversal à leur direction, présentent une résistance ohmique qui varie en fonction de ce champ magnétique. Ces conducteurs peuvent notam ment être constitués en bismuth, en antimoine et en tellure, ou en un de leurs alliages, mais jusqu'à présent les essais semblent démontrer (lue les plus fortes variations de résistance Sont obtenues avec des conducteurs en bismuth.
En outre, la variation de résistance de ce métal se fait suivant une fonction semblable à celle d'un tube électronique; elle est prati quement linéaire lorsque le champ est phis .;rand que 10 000 gauss.
Ces propriétés trouvent de nombreuses < ,pplications dans divers appareils électriques, car elles permettent avantageusement d'exer cer une influence sur un circuit à l'aide d'un autre circuit, tout en conservant une sépara tion galvanique totale entre ces deux circuits.
La présente invention a pour objet un sta bilisateur de tension qui est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un enroulement parcouru par un courant de commande de stabilisation et produisant un champ magnéti que clans un noyau, au moins un conducteur dont la résistance varie en fonction dudit champ étant disposé transversalement à celui-ci.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et sous forme de schémas, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention ainsi qu'une variante d'une de ces formes d'exécution.
La fig. 1 représente une première forme d'exécution du stabilisateur de tension selon l'invention.
La fig. 2 est une seconde forme d'exécu tion dans laquelle il y a un pont.
La fig. 3 représente un stabilisateur com prenant un redresseur.
La fig. 4 représente une variante apportée à une partie du schéma selon la fig. 3.
Le stabilisateur de tension représenté à la fig. 1 est destiné notamment à être intercalé entre une source de courant continu et un circuit d'utilisation.
Ce stabilisateur est constitué par un en. roulement 3 disposé sur un noyau magnétique 4 présentant un entrefer. Un conducteur 5 en bismuth est situé dans cet entrefer et sa résis tance varie en fonction du champ régnant dans ledit entrefer. Ce champ est produit par le courant traversant l'enroulement 3 qui est branché directement aux bornes d'entrée 1 et 1' du stabilisateur. Le champ magnétique va rie donc à peu près proportionnellement à la tension à stabiliser. Le conducteur 5 relie en série la source de tension et le circuit d'utili sation représenté au dessin par une résistance 6 branchée aux bornes 2 et 2' de sortie du stabilisateur.
Si l'enroulement est dimensionné de telle manière que le champ magnétique ait une valeur de 10 000 gauss environ, l'expé- rience a montré qu'une augmentation de ?0 % du champ magnétique produisait une augmen tation d'environ 8 /o de la résistance du con ducteur. On voit donc que si la tension d'en trée augmente, le champ magnétique aug mente également ainsi que la résistance du conducteur 5.
La chute de tension entre les bornes 1 et 2 augmente aussi, de sorte que la tension aux bornes de sortie 2 et 2' subit une variation moindre que celle de la tension d'entrée.
Toutefois, la stabilisation assurée par ce montage est relativement faible. Celle-ci peut être grandement améliorée en utilisant le montage représenté schématiquement. à la fig. 2 et qui comprend, comme précédemment, un enroulement 3 connecté directement aux bornes d'entrée 1 et 1' du stabilisateur. Cet enroulement est aussi destiné à. produire un champ magnétique dans le noyau 4. Dans l'entrefer de ce dernier sont disposés deux conducteurs 5, par exemple en bismuth, et formant un pont avec les deux résistances 7. Une des diagonales du pont est reliée à la source à stabiliser, tandis que l'autre fournit la tension stabilisée.
Lorsque la tension d'en trée est correcte, les conducteurs 5 ont une résistance inférieure à celle des résistances 7, de sorte qu'il apparaît une tension aux bornes 2, 2'.
Si la tension d'entrée augmente, la résis tance des conducteurs 5 augmente aussi, le pont tend vers son équilibre et atténue da vantage la tension qui lui est appliquée. Si au contraire la tension d'entrée diminue, la ré sistance des conducteurs 5 diminue aussi; le pont est alors davantage déséquilibré et son atténuation est plus petite, de telle sorte qu'une fraction plus importante de la tension appliquée aux bornes 1, 1' est transmise aux bornes 2, 2'. De ce fait, il existe une certaine plage de régulation pour laquelle la tension de sortie est constante et indépendante de la tension d'entrée.
A titre d'indication, ce stabilisateur peut avantageusement être utilisé pour fournir la tension stabilisée nécessaire à l'alimentatioli anodique d'un tube oscillateur.
La fig. 3 représente un stabilisateur muni d'un redresseur. L'enroulement 9 d'un trans formateur 8 est, relié aux bornes 1 et 1' d'en trée et est destiné à être branché à une source de courant alternatif. Ce -transformateur porte encore les enroulements 10, 1.1 et 12 qui sont tous prévus avec une prise médiane. L'enroulement 10 délivre une tension alter native dont les deux alternances sont redres sées par les tubes I et II.
En admettant que le redresseur doive fournir une tension con tinue de 300 volts sous 80 m A, ce qui suffit habituellement pour alimenter la plupart des appareils électriques comprenant des tubes électroniques, les tubes I et II peuvent être constitués par de simples triodes, tétrodes ou pentodes destinées à être utilisées comme tube de sortie dans les amplificateurs de fabrica tion courante.
Le tube III est. un tube redresseur et per met d'obtenir un courant de commande pro portionnel à l'amplitude de la tension alter native d'entrée du redresseur. A cet effet, sa cathode est reliée à, l'enroulement 12 qui lui délivre la puissance de chauffage, et ses anodes sont reliées à l'enroulement 11. foLir.- nissant la tension à redresser. Cette tension redressée est appliquée à un enroulement 3 disposé sur un noyau magnétique 4 et à une diagonale d'un pont. formé par deux résis tances 7 et deux conducteurs 5, ces derniers étant situés d'ans un entrefer prévu sur le noyau 4.
L'autre diagonale"du pont est reliée par une de ses extrémités au point 1.3 du cir cuit et par l'autre aux grilles de commande des tubes I et II. La résistance 14, branchée entre le point 13 et les cathodes des tubes 1 et II, provoque une chute de tension qui assure la polarisation des grilles de com mande par rapport. aux cathodes desdits tubes.
Cette résistance est shuntée par un condensateur 18 dont le temps de déeliarge dans cette résistance est suffisamment ;rand par rapport à la fréquence de la tension d'en trée polir que la polarisation des grilles par rapport aux cathodes reste à peu près cous- tante pendant l'interruption de courant se produisant dans la résistance 14 entre chaque alternance. Le noyau magnétique 4 porte un second enroulement 21 qui est parcouru par le courant circulant dans le circuit d'utilisa tion. Cet enroulement 21 est. branché de façon qu'une augmentation du courant produise une diminution du champ magnétique engendré par l'enroulement 3.
Le pont est réglé de telle manière que, lorsque la tension d'entrée est correcte et pour un courant moyen circulant dans le cir cuit d'utilisation, il produise une tension ren dant les grilles de commande positives par rapport au point 13, c'est-à-dire que les résis tances 7 ont. une résistance plus grande que les conducteurs 5. Si la tension d'entrée di minue ou si le courant augmente dans le cir cuit d'utilisation, la résistance des conducteurs diminue aussi et le pont est davantage déséquilibré, ce qui fait augmenter la tension appliquée entre le point 13 et les grilles de commande.
Par suite, la résistance offerte par les tubes I et II diminue, compensant ainsi la diminution de la tension d'entrée ou la chute de tension due à l'augmentation de cou rant. Si, au contraire, la tension d'entrée aug mente ou que le courant diminue dans le circuit d'utilisation, le pont tend vers son équilibre, provoquant ainsi un abaissement du potentiel des grilles de commande par rap port aux cathodes. En conséquence, la résis tance offerte par les tubes I et II augmente, s'opposant ainsi à une variation de la ten sion de sortie due à l'augmentation de 1a tension d'entrée ou à la, diminution du cou rant de sortie.
On peut obtenir le même effet avec un réglage différent du pont, c'est-à-dire en choisissant, pour les résistances 7 une valeur inférieure à celle des conducteurs 5 lorsque la tension d'entrée est correcte. Les grilles sont clone portées à un potentiel négatif par rap port au point 13. Si la tension d'entrée dimi nue ou si le courant augmente dans le cir cuit d'utilisation, le pont tend vers son équi libre et la différence de potentiel entre le point 1.3 et les grilles diminue, ce qui a pour effet de diminuer la résistance des tubes I et II, de façon à compenser la diminution de la tension d'entrée ou la chute de tension due à l'augmentation dudit courant.
Une augmen tation de la tension d'entrée ou une diminu tion du courant. dans le circuit d'utilisation provoque, de façon analogue, une augmenta tion de la résistance offerte par les tubes I et II, compensant ainsi la variation de la tension de sortie due à cette augmentation de tension ou à la diminution dudit courant.
La fig. 4 représente une variante que l'on peut apporter au schéma précédent, lorsqu'on ne désire stabiliser la tension de sortie qu'en tenant compte de la tension d'entrée, et qui est avantageuse car elle permet de supprimer le tube redresseur III. Les grilles de com mande des tubes I et II sont reliées à une diagonale du pont, mais par l'intermédiaire de résistances 16. L'autre diagonale du pont reçoit directement une tension alternative fournie par l'enroulement 17. Deux résis tances 15, de même valeur, permettent de re lier le pont au point 13. Les conducteurs 5, en bismuth par exemple, sont disposés dans l'entrefer d'un noyau magnétique non repré senté au dessin.
Le champ magnétique est produit par un enroulement situé sur ce noyau magnétique, cet enroulement étant alimenté par une tension alternative, par exemple par celle fournie par l'enroulement 17.
Le pont peut être réglé de façon qu'il tende vers son équilibre lorsque la tension d'alimentation diminue, c'est-à-dire que, pour une tension d'alimentation normale, la résis tance des conducteurs 5 est plus grande que celle des résistances 7. Dans ce cas, le point 20 doit être à un potentiel supérieur à celui du point 19 pendant l'alternance correspon dant au fonctionnement du tube I et vice versa pendant le fonctionnement du tube II. On voit que pendant l'alternance produisant une tension positive sur l'anode d'un tube, le pont provoque une tension négative entre la grille de commande de ce tube et le point 13.
Si la tension d'entrée diminue, le pont tend à s'équilibrer, et la tension négative qu'il pro duit sur la grille du tube en fonctionnement diminue aussi, de telle sorte que la résistance interne dudit tube devient plus faible, s'oppo sant ainsi à une diminution de la tension redressée. Il est clair que, les tubes I et II fonctionnant alternativement, la tension néga tive du pont sera aussi appliquée alternative ment sur la grille de chaque tube I et II et en coïncidence avec leur fonctionnement. Si la tension d'entrée augmente, le pont est da vantage déséquilibré et la tension négative appliquée sur la grille de chaque tube, pen dant son fonctionnement, augmente aussi.
Lors d'une alternance pendant laquelle un tube ne fonctionne pas, son anode étant négative par rapport à sa cathode, la tension due au pont rend sa. brille positive par rapport au point <B>13.</B> Si la tension fournie par le pont devient plus brande que la tension de polarisation provoquée par la résistance 14, la grille (lu tube ne fonctionnant pas pendant l'alternance considérée est portée à un potentiel supé rieur à celui de 1, cathode. Il se produit donc un courant. de grille qui est limité à une faible valeur par les résistances 16 qui ont. une brande résistance ohmique (par exemple 1 mégohm).
Si au contraire, le pont est réglé pour tendre vers son équilibre lorsque la tension. d'entrée augmente, le potentiel du point ?d doit aussi être supérieur à celui du point 19 pendant l'alternance correspondant au fonc tionnement du tube I. Comme la résistance des conducteurs 5 est inférieure à celle des résistances 7, la tension produite par le pont rend positive la grille du tube en fonctionne ment par rapport au point 13. Une augmen tation de la tension d'entrée rend la grille moins positive par rapport au point 13 et réciproquement. La variation de la résistance interne des tubes I et II s'oppose donc aux variations de potentiel au point 13.
Il est à noter que, dans ce cas, la. tension de polari sation produite par la résistance 14 doit être plus grande que la tension de commande four nie par le pont, de façon que le potentiel de la grille ne soit. pas supérieur à celui de la. cathode du tube I ou II pendant le fonction nement de ce dernier. On voit que, pendant le non-fonctionnement d'un tube, la tension fournie par le pont rend sa grille négative par rapport au point 13, ce qui permet de supprimer les résistances 16 devenues inu tiles.
En outre, dans tous les schémas décrits et comprenant un pont, on peut facilement ren dre celui-ci insensible aux variations de résis tance de ses. éléments, dues aux écarts de température. En effet, il suffit que les résis tances 7 soient. également constituées en bis muth et soumises à la même température que les conducteurs 5. Il va de soi que ces résis tances 7 doivent être à l'abri de tout champ magnétique.
Quelques schémas ont été décrits ci-dessus à titre d'exemple, mais il est. bien entendu que l'on peut prévoir de nombreuses autres formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans les formes d'exécution représentées aux fi;. 3 et 4, on pourrait notamment pré voir au moins un tube pour amplifier la ten sion de sortie du pont. avant de l'appliquer aux tubes I et II.
Dans une autre forme cl'exéeution, le champ magnétique est produit par le courant absorbé par le circuit d'utilisation.
Pour réduire le plus possible la largeur de l'entrefer, il est avantageux due les résis tances 5 soient formées par une pellicule de bismuth déposée sur un support isolant.
Les conducteurs 5 peuvent. également. être en tellure ou en antimoine. Ils peuvent aussi être à base d'un de ces corps ou à base de bismuth.
Voltage stabilizer. Certain conductors, when they are placed in a magnetic field transverse to their direction, exhibit an ohmic resistance which varies as a function of this magnetic field. These conductors can in particular be made of bismuth, antimony and tellurium, or one of their alloys, but up to now the tests seem to show (read the strongest variations in resistance are obtained with bismuth conductors.
In addition, the variation of resistance of this metal takes place according to a function similar to that of an electron tube; it is practically linear when the field is phis.; rand than 10 000 gauss.
These properties find many applications in various electrical devices, since they advantageously allow to exert an influence on one circuit with the aid of another circuit, while retaining a total galvanic separation between these two circuits.
The present invention relates to a voltage stabilizer which is characterized in that it comprises at least one winding through which a stabilization control current flows and which produces a magnetic field which clans a core, at least one conductor whose resistance varies as a function of said field being arranged transversely thereto.
The appended drawing represents, by way of example and in the form of diagrams, several embodiments of the object of the invention as well as a variant of one of these embodiments.
Fig. 1 shows a first embodiment of the voltage stabilizer according to the invention.
Fig. 2 is a second embodiment in which there is a bridge.
Fig. 3 shows a stabilizer comprising a rectifier.
Fig. 4 shows a variant made to part of the diagram according to FIG. 3.
The voltage stabilizer shown in fig. 1 is intended in particular to be interposed between a direct current source and a user circuit.
This stabilizer consists of a. bearing 3 disposed on a magnetic core 4 having an air gap. A bismuth conductor 5 is located in this air gap and its resistance varies as a function of the field prevailing in said air gap. This field is produced by the current flowing through winding 3 which is connected directly to input terminals 1 and 1 'of the stabilizer. The magnetic field therefore varies roughly in proportion to the voltage to be stabilized. The conductor 5 connects in series the voltage source and the user circuit shown in the drawing by a resistor 6 connected to the stabilizer output terminals 2 and 2 '.
If the winding is sized such that the magnetic field has a value of about 10,000 gauss, experience has shown that an increase of? 0% in the magnetic field produces an increase of about 8%. conductor resistance. It can therefore be seen that if the input voltage increases, the magnetic field also increases as does the resistance of conductor 5.
The voltage drop between terminals 1 and 2 also increases, so that the voltage at output terminals 2 and 2 'changes less than that of the input voltage.
However, the stabilization provided by this assembly is relatively weak. This can be greatly improved by using the arrangement shown schematically. in fig. 2 and which comprises, as above, a winding 3 connected directly to the input terminals 1 and 1 'of the stabilizer. This winding is also intended for. produce a magnetic field in the core 4. In the air gap of the latter are arranged two conductors 5, for example made of bismuth, and forming a bridge with the two resistors 7. One of the diagonals of the bridge is connected to the source to be stabilized, while the other provides stabilized voltage.
When the input voltage is correct, the conductors 5 have a lower resistance than the resistors 7, so that a voltage appears at the terminals 2, 2 '.
If the input voltage increases, the resistance of the conductors 5 also increases, the bridge tends towards its equilibrium and further attenuates the voltage applied to it. If, on the contrary, the input voltage decreases, the resistance of the conductors 5 also decreases; the bridge is then more unbalanced and its attenuation is smaller, so that a larger fraction of the voltage applied to terminals 1, 1 'is transmitted to terminals 2, 2'. Therefore, there is a certain regulation range for which the output voltage is constant and independent of the input voltage.
By way of indication, this stabilizer can advantageously be used to supply the stabilized voltage necessary for the anode supply of an oscillator tube.
Fig. 3 shows a stabilizer provided with a rectifier. The winding 9 of a transformer 8 is connected to the input terminals 1 and 1 'and is intended to be connected to an alternating current source. This -transformer still carries the windings 10, 1.1 and 12 which are all provided with a central tap. Winding 10 delivers a native alternating voltage, the two halfwaves of which are rectified by tubes I and II.
Assuming that the rectifier must provide a continuous voltage of 300 volts at 80 m A, which is usually sufficient to supply most electrical devices comprising electron tubes, tubes I and II can be constituted by simple triodes, tetrodes or pentodes intended for use as an output tube in amplifiers of current manufacture.
Tube III is. a rectifier tube and makes it possible to obtain a control current proportional to the amplitude of the input alternating voltage of the rectifier. For this purpose, its cathode is connected to the winding 12 which delivers the heating power to it, and its anodes are connected to the winding 11. foLir.- nissant the voltage to be rectified. This rectified voltage is applied to a winding 3 arranged on a magnetic core 4 and to a diagonal of a bridge. formed by two resistors 7 and two conductors 5, the latter being located in an air gap provided on the core 4.
The other diagonal "of the bridge is connected by one of its ends to point 1.3 of the circuit and by the other to the control grids of tubes I and II. Resistor 14, connected between point 13 and the cathodes of tubes 1 and II, causes a voltage drop which ensures the polarization of the control gates with respect to the cathodes of said tubes.
This resistor is shunted by a capacitor 18 whose time to deeliarge in this resistor is sufficient; rand with respect to the frequency of the input voltage to polish that the polarization of the gates with respect to the cathodes remains roughly high during the current interruption occurring in resistor 14 between each alternation. The magnetic core 4 carries a second winding 21 which is traversed by the current flowing in the user circuit. This winding 21 is. connected so that an increase in current produces a decrease in the magnetic field generated by winding 3.
The bridge is adjusted in such a way that, when the input voltage is correct and for an average current flowing in the circuit of use, it produces a voltage making the control gates positive with respect to point 13, c ' that is to say that the resistors 7 have. a greater resistance than the conductors 5. If the input voltage decreases or if the current increases in the circuit of use, the resistance of the conductors also decreases and the bridge is more unbalanced, which increases the applied voltage between point 13 and the control screens.
As a result, the resistance offered by tubes I and II decreases, thereby compensating for the decrease in input voltage or the voltage drop due to the increase in current. If, on the contrary, the input voltage increases or the current decreases in the utilization circuit, the bridge tends towards its equilibrium, thus causing a lowering of the potential of the control gates with respect to the cathodes. As a result, the resistance offered by the tubes I and II increases, thus opposing a variation in the output voltage due to the increase in the input voltage or to the decrease in the output current.
The same effect can be obtained with a different adjustment of the bridge, that is to say by choosing, for the resistors 7 a value lower than that of the conductors 5 when the input voltage is correct. The gates are cloned brought to a negative potential with respect to point 13. If the input voltage decreases or if the current increases in the circuit of use, the bridge tends towards its equi free and the potential difference between point 1.3 and the gates decreases, which has the effect of reducing the resistance of tubes I and II, so as to compensate for the decrease in the input voltage or the voltage drop due to the increase in said current.
An increase in input voltage or decrease in current. in the user circuit causes, in a similar manner, an increase in the resistance offered by the tubes I and II, thus compensating for the variation in the output voltage due to this increase in voltage or to the decrease in said current.
Fig. 4 shows a variant that can be made to the previous diagram, when one wishes to stabilize the output voltage only by taking into account the input voltage, and which is advantageous because it makes it possible to eliminate the rectifier tube III. The control gates of the tubes I and II are connected to a diagonal of the bridge, but via resistors 16. The other diagonal of the bridge directly receives an alternating voltage supplied by the winding 17. Two resistors 15, of the same value, make it possible to connect the bridge to point 13. The conductors 5, made of bismuth for example, are placed in the air gap of a magnetic core not shown in the drawing.
The magnetic field is produced by a winding located on this magnetic core, this winding being supplied by an alternating voltage, for example by that supplied by winding 17.
The bridge can be adjusted so that it tends towards its equilibrium when the supply voltage decreases, that is to say, for a normal supply voltage, the resistance of the conductors 5 is greater than that resistors 7. In this case, point 20 must be at a higher potential than that of point 19 during the alternation corresponding to the operation of tube I and vice versa during operation of tube II. We see that during the alternation producing a positive voltage on the anode of a tube, the bridge causes a negative voltage between the control gate of this tube and point 13.
If the input voltage decreases, the bridge tends to equilibrate, and the negative voltage that it produces on the grid of the tube in operation also decreases, so that the internal resistance of said tube becomes lower, s' thus opposing a reduction in the rectified voltage. It is clear that, the tubes I and II operating alternately, the negative voltage of the bridge will also be applied alternately to the grid of each tube I and II and in coincidence with their operation. If the input voltage increases, the bridge is further unbalanced and the negative voltage applied to the gate of each tube, during its operation, also increases.
During an alternation during which a tube is not working, its anode being negative with respect to its cathode, the voltage due to the bridge makes its. shines positive with respect to point <B> 13. </B> If the voltage supplied by the bridge becomes stronger than the bias voltage caused by resistor 14, the grid (the tube not operating during the considered halfwave is raised to a potential greater than that of cathode 1. A gate current therefore occurs which is limited to a low value by the resistors 16 which have an ohmic resistance band (eg 1 megohm).
If on the contrary, the bridge is adjusted to tend towards its equilibrium when the tension. input increases, the potential of point? d must also be greater than that of point 19 during the alternation corresponding to the operation of tube I. As the resistance of the conductors 5 is lower than that of the resistors 7, the voltage produced by the bridge makes the grid of the tube in operation positive with respect to point 13. An increase in the input voltage makes the grid less positive with respect to point 13 and vice versa. The variation in the internal resistance of tubes I and II is therefore opposed to the variations in potential at point 13.
It should be noted that, in this case, the. bias voltage produced by resistor 14 must be greater than the control voltage supplied by the bridge, so that the potential of the gate is not. not higher than that of the. cathode of tube I or II during operation of the latter. It can be seen that, during the non-operation of a tube, the voltage supplied by the bridge makes its grid negative with respect to point 13, which makes it possible to eliminate the resistors 16 which have become unnecessary.
In addition, in all the diagrams described and comprising a bridge, it is easy to make the latter insensitive to variations in the resistance of its. elements, due to temperature variations. Indeed, it suffices that the resistors 7 are. also made of bis muth and subjected to the same temperature as the conductors 5. It goes without saying that these resistors 7 must be protected from any magnetic field.
A few diagrams have been described above as an example, but it is. of course that one can provide many other embodiments of the object of the invention.
In the embodiments shown in fi ;. 3 and 4, one could in particular provide at least one tube to amplify the output voltage of the bridge. before applying it to tubes I and II.
In another form of execution, the magnetic field is produced by the current absorbed by the user circuit.
To reduce the width of the air gap as much as possible, it is advantageous because the resistors 5 are formed by a film of bismuth deposited on an insulating support.
Conductors 5 can. also. be in tellurium or antimony. They can also be based on one of these substances or based on bismuth.