Dispositif électrique comprenant un transformateur. La présente invention a pour objet un dispositif électrique comprenant un transfor mateur dont au moins un des enroulements est divisé en plusieurs parties, c'est-à-dire un transformateur comprenant plusieurs bobines ou parties d'enroulement primaire ou plu sieurs bobines ou parties d'enroulement secondaire ou encore plusieurs parties d'en roulement primaire et plusieurs parties d'en roulement secondaire.
Avec de tels transforma teurs, il peut se produire que le circuit dans lequel le transformateur est branché et que le mode de fonctionnement de ce \circuit et de ce transformateur soient tels que les enroule ments du transformateur ou des parties de ces enroulements soient susceptibles d'être excités par,des impulsions de caractère transi toire ou des tensions d'excitation par choc. A ce point de vue, les programmes de radiodif fusion sont, de par leur essence même, des suc cessions d'impulsions ou de tensions de carac tère transitoire.
Le dispositif, objet de l'invention, est principalement, quoique non exclusivement, applicable dans des modulateurs de classe B pour fréquences audibles présentant une forte réaction négative ou .dans des installa tions analogues utilisées dans des émetteurs de radiodiffusion ou de téléphonie.
Cette invention a pour but d'éviter cer tains inconvénients qui apparaissent lorsque des transformateurs comprenant au moins un enroulement divisé en plusieurs parties sont soumis à (de brusques. impulsions électriques.
Ces inconvénients sont dus au fait quelesdites brusques impulsions électriques donnent nais sance à des oscillations parasites complexes aux diverses fréquences propres des enroule ments du transformateur, fréquences qui sont généralement considérablement supérieures aux fréquences de travail désirées. Dans le cas de transformateurs de puissance, de telles impulsions peuvent se produire sous l'effet de commutations brusques. de la charge -du trans formateur ou de coups de foudre.
Les sla,-namY des programmes, fournis aux transformateurs de modulation sont eux-mêmes constitués, ainsi qu'on l'a dit plus .haut, par une succes sion d'impulsions ou par des tensions transi toires et, de plus., dans les transformateurs de modulation équipant un modulateur travail lant en classe B,
-des impulsions sont produites à chaque demi-période des fréquences @de tra vail du fait de la commutation .de la puis sance à partir d'une, des moitiés du primaire à l'autre moitié de ce primaire. Plus la fré quence des oscillations de travail est élevée, plus les oscillations parasites ainsi produites sont marquées.
Dans des transformateurs de puissance et dans des transformateurs ana logues, ces oscillations parasites peuvent solli citer de façon dangereuse les enroulements du transformateur et son isolation en donnant naissance à @de fortes surtensions internes. Dans les transformateurs de modulation équi pant des modulateurs classe B, ces oscillations parasites donnent de plus naissance, dans 1e circuit de charge,
à des oscillations de fré quences parasites et elles sont aussi nuisibles au fonctionnement satisfaisant d'un circuit de réaction négative que peut comporter un tel modulateur- du fait qu'elles tendent à pro duire des variations rapides de charge et de phase au voisinage desdites fréquences para sites.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention est caractérisé par des, moyens agen- cés de manière à amortir de façon-sélective au moins deux desdites parties afin de réduire substantiellement l'amplitude d'oscillations de résonance de chacune .de ces deux parties, à sa fréquence propre, sans amortir sensiblement le transformateur pour les fréquences de tra vail désirées.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dispo- sitif faisant l'objet de l'invention..
La fig. 1 est le schéma électrique d'un mo dulateur classe B de type connu.
La fig. 2 est le schéma électrique d'une première forme d'exécution constituant un modulateur de même type que celui repré senté à la fiig. 1.
La fig. 3' est 1e schéma d'une deuxième forme d'exécution constituant une variante de la première forme d'exécution.
La fig. 4 représente partiellement et sché matiquement une troisième forme d'exécution. Dans les instalilatfions de radiodiffusion et de téléphonie, il est d'usage de moduler l'étage de sortie de l'émetteur à l'aide de moyens com prenant un. transformateur dit de classe B comprenant des enroulements divisés en plu sieurs parties et excité par une paire de tubes électroniques fonctionnant en push-pull.
Le degré de division des enroulements primaires et secondaires de ce transformateur, c'est- à-dire le nombre de parties que comprend chacun de ces enroulements et l'amortissement de ces parties dépendent des nécessités de la. construction et, en particulier, du degré de fidélité en phase et en amplitude qui est éven tuellement :exigé pour un circuit de contre- réaction. Ce degré de -division :est extrêmement variable d'un cas à l'autre.
Dans l'installation typique représentée à titre d'exemple à la fig. 1, le secondaire d'un transformateur P alimente un circuit de charge représenté de façon conventionnelle par une résistance L et dont les bornes sont indiquées en ST.
Ce secondaire comporte deux moitiés S1 et S2 (lui sont branchées en série, chacune de ces moitiés étant enroulée sur une partie diffé rente du noyau dudit transformateur. L'en roulement primaire de cel@ü-ci, dont les bornes sont représentées en<I>PT,</I> est, semblable- ment constitué par deux moitiés mais com porte quatre bobines ou parties P1, P2, P3 et P4, -sont -deux bobines dans chaque moitié de ce primaire.
Les quatxe bobines ou parties dudit enroulement primaire sont disposées de façon que chacune des moitiés de ce primaire soit couplée aux deux moitiés du secondaire et soit excitée au cours d :
e demi-cycles alternés par les tubes .d'une paire de tubes électro niques branchés en push-pu'll. De façon plus détaillée, la borne positive HT+ ,d'une source d'alimentation à haute tension est reliée à l'anode E11 de Vun V1 de deux tubes d'une paire de tubes branchés en push-pull Vl et VZ,
par l'intermédiaire d'un circuit série com prenant la bobine primaire P2 que comprend l'une des moitiés du primaire qui est couplée à l'une S2 des moitiés du secondaire et une bobine P1 qui est comprise dans l'autre moi tié du primaire et qui est couplée à l'autre enroulement secondaire S1.
Semblablement, la dite borne positive HT + est reliée à l'anode ,E1.2 de l'autre tube V2 par l'intermédiaire des deux bobines primaires restantes P3 et P4, dont l'une est .disposée sur l'une des parties du noyau du transformateur et dont l'autre est disposée sur l'autre partie de ce noyau.
Des signaux d'entrée fournis par une source représentée de façon conventionnelle en IS sont appliqués en push-pull aux grilles de commande Gl et G2 des tubes Vl et V2, par l'intermédiaire d'un transformateur -d'entrée IT. Lesdites grilles de-commande sont pola risées négativement au moyen d'un potentiel appliqué .en GB, de façon qu'en l'absence de tout signal les courants d'anodes des tubes V1 et V2 soient faibles ou voisins de zéro.
Lors qu'un signal est appliqué en push-pull aux grilles de commande, du courant circule alter nativement à travers chacune des deux moitiés du primaire du transformateur P, pendant les demi-périodes alternées de la fréquence de ce signal et, du côté pour lequel le tube cor respondant se trouve inactif à l'instant consi déré, cc primaire se trouve effectivement en circuit ouvert. Aux fréquences audibles éle vées, la commutation du courant à partir d'une des moitiés du primaire à l'autre est évidemment très rapide.
On a constaté qu'une telle commutation rapide engendre des impul sions dans les bobines de la moitié du pri maire du transformateur P qui est inactive, de sorte que ces bobines ont tendance à oscil ler à leurs fréquences propres. En pratique, ces fréquences propres sont susceptibles .d'être beaucoup plus élevées que les fréquences des signaux et de favoriser la production d'oscil lations parasites qui sont transmises au secon daire et par celui-ci à la charge, qui est évi demment alimentée par ce secondaire.
De telles oscillations parasites présentent plu sieurs graves 'inconvénients 1 Elles peuvent engendrer des tensions ou des pointes de tensions sollicitant dange reusement le transformateur et risquant d'en traîner une rupture de son isolation.
2 Elles peuvent donner naissance à des sons d'interférence dits sons de cloche , terme qui englobe dans le présent cas des fréquences supersoniques ou même radioélec triques.
3 Elles provoquent une distorsion des signaux désirés qui, par exemple dans le cas de programmes de radiodiffusion, sont cons titués par des oscillations transitoires.
4 Ces oscililations parasites peuvent, pro voquer une instabilité du modulateur.
Des inconvénients et des difficultés simi laires apparaissent d'ans d'autres cas que dans celui qu'on vient de décrire, c'est-à-dire en général dans tous les circuits comprenant un transformateur dont au moins un, des enroulements est divisé en plusieurs parties, lorsque ces enroulements sont. commutés, sont excités de façon intermittente, ou sont suscep tibles d'être excités par des impulsions ou par choc par des pointes de tension, soit. à dessein, soit de façon accidentelle.
Le schéma de la fig. 2 représente une forme d'exécution comprenant un transformateur de modulation pour un modulateur classe B, pour fréquences audibles. Dans cette forme d'exé cution, dans laquelle ledit transformateur pourrait également faire partie d'un circuit de réaction négative,
il y a des circuits d'amortissement qui sont effectivement bran chés en parallèle avec chacune des parties du primaire dudit transformateur. Il est évident que des circuits d'amortissement similaires pourraient aussi être branchés en parallèle avec chacune des parties du secondaire de ce transformateur, ou, si on 'le désire, avec chacune des parties du primaire du transfor mateur et avec chacune des. parties du secon daire du transformateur. Chacun de ces cir cuits d'amortissement comprend une résis tance.
et une réactance et est dimensionné de façon à amortir substantiellement la partie de l'enroulement qu'il: shunte pour les fré quences supérieures aux fréquences du do maine de fréquences désiré, sans introduire d'amortissement sensible pour les fréquences de ce domaine.
If est adéquat de shunter .chacune des bobines du primaire du transfor mateur au moyen d'un tel circuit d'amortisse- ment ou chacunedesbobines de son secondaire, à savoir, généralement, les bobines de celui de ces deux enroulements qui comprend le plus grand nombre de bobines, et on peut aussi shunter aïnsi toutes les bobines pri maires et secondaires du transformateur.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, chacune des quatre 1[bobimes primaires <I>Pl,</I> P2, <I>P3</I> et P4,est séparément shuntée par un circuit d'amortissement qu'on appellera plus loin circuit d'amortissement super- audible et qui comprend un condensateur branché en série avec une résistance.
Les con- densateurs sont représentés en Cl, C2, <I>C3</I> et C4 et les résistances en, <B>El,</B> R2, R3 et B4. Les va leurs de - ces condensateurs et de ces résis tances sont choisies conformément à. des prin- cipes bien connus et de manière que la charge supplémentaire qu'ils provoquent dans la gamme des fréquences désirées des signaux (fréquences audibles) soit très faible mais que l'amortissement aux fréquences plus éle vées (à éliminer), et en particulier aux fré quences voisines des fréquences de résonance des bobines soit fort.
S2 on le .désire, des cir cuits d'amortissement super-audibles séparés comprenant chacun un condensateur et une résistance branchés en série peuvent égale ment être connectés en parallèle avec chacune des deux parties de l'enroulement secondaire, bien que de tels circuits d'amortissement ne soient pas représentés.
Pour obtenir l'effet recherché, il n'est pas suffisant de brancher un circuit d'amortisse ment super-audible en parallèle avec l'ensem- ble du primaire ou en parallèle avec l'ensem ble du secondaire,
car cela ne serait pas effi cace pour empêcher l'excitation par impul sions des babines séparées du transformateur à leurs fréquences propres respectives et on est arrivé à la conviction qu'une telle exci tation séparée des bobines d'un transforma teur par impulsions ou par chocs est la cause principale des difficultés rencontrées jus qu'ici et mentionnées ci-dessus. Dans certains cas,
dans lesquels on exige une qualité excep- tionnelle, il peut même être insuffisant d'amortir chaque bobine séparée au moyen d'un circuit d'amortissement super-audible. Dans de tels cas, chacune desdites bobines est munie d'au moins une prise pour la diviser en plusieurs parties et -un circuit d'amortisse ment super-audible est branché aux bornes de chacune de ces parties.
Une telle disposition est celle que comprend la deuxième forme d'exécution, représentée à la fig. 3, dans la quelle chaque bobine P1,<I>P2,</I> P3 et P4 du pri maire du transformateur présente une prise médiane, de sorte qu'en fait<B>.</B> chacune de ces parties d'enroulement ou bobines est divisée en deux parties. Chacune de ces dernières parties est amortie séparément par un circuit d'amortissement comprenant un condensateur et une résistance branchés en série et con nectés en parallèle avec ladite partie d'en- roulement.
Les condensateurs sont indiqués en C11, C12, C1'3, C14, C21, C22, C23 et C2'4 et les résistances en R11, R12, R13, R14, R2'1, R22, R23 et R24.
Les circuits d'amortissement décrits ci- dessus sont extérieurs aux enroulements du transformateur. Dans la troisième forme d'exécution représentée à la fig. 4, ces cir cuits d'amortissement sont, en fait, incorporés dans l'enroulement lui-même.
Cette fig. 4 représente une bobine d'un enroulement d'un transformateur qui est amortie spire par spire au moyen :d'un enroulement de fil mé tallique résistant enroulé spire par spire en même temps que le fil de cuivre usuel consti tuant l'enroulement normal de cette bobine. L'enroulement normal de la bobine est dé signé par TW tandis que l'enroulement ré sistant est désigné par RW, ces enroulements TW et RW n'étant pas reliés l'un à l'autre.
Les deux fils forment évidemment une capa cité, du fait de la capacité répartie entre ces fils, et les enroulements sont conçus et exé cutés de façon à assurer, au moyen de cette capacité répartie et, si cela est nécessaire, de capacités concentrées additionnelles<I>CL</I> bran chées aux extrémités desdits enroulements et conjointement avec la résistance de l'enroule ment résistant RW, un amortissement super- audible uniformément réparti et de la valeur désirée.
Ce genre de disposition est excellent pour un transformateur de modulation pour un modulateur classe B pour fréquences au dibles.
Un autre avantage important que présen tent les dispositifs décrits découle du fait que ceux-ci réduisent substantiellement. les risques de sollicitation, par des tensions exa gérées, du transformateur, de sorte que celui- ci peut être construit de façon considérable ment simplifiée, que les espaces entre enroule ments peuvent être réduits par rapport à ceux qui seraient sans cela considérés comme nécessaires pour des raisons de sécurité,
et qu'on peut ainsi abaisser la dispersion de flux magnétique et obtenir de meilleurs rende ments et de meilleures caractéristiques du transformateur considéré.