WO1991010950A1 - Process and device for the electrical power supply of a magnetron - Google Patents

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WO1991010950A1
WO1991010950A1 PCT/FR1991/000017 FR9100017W WO9110950A1 WO 1991010950 A1 WO1991010950 A1 WO 1991010950A1 FR 9100017 W FR9100017 W FR 9100017W WO 9110950 A1 WO9110950 A1 WO 9110950A1
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regulator
magnetron
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voltage
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PCT/FR1991/000017
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Inventor
Marc Bernard Paul Friaud
Original Assignee
Raytek
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
    • H03B9/12—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/563—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices including two stages of regulation at least one of which is output level responsive, e.g. coarse and fine regulation

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for the electrical supply of magnetron.
  • Magnons are vacuum tubes used to generate electromagnetic waves. These waves find their applications in many industrial, military, scientific and medical fields.
  • Certain magnetrons are equipped with electric coils which make it possible to increase or decrease the magnetic field produced by permanent magnets.
  • the variation in magnetic field results in a modification of the electrical characteristics of the magnetron, which makes it possible to vary the power emitted.
  • the variation of the emitted power is only achieved thanks to the coils.
  • the main drawbacks of such a method are, on the one hand, a strong time constant preventing rapid variations in emitted power, and on the other hand the repercussion of the residual ripple of the coil current and of the supply voltage of the magnetron on the emitted power.
  • the devices used When it is desired to have a transmitted power which does not have the aforementioned drawbacks, the devices used have a large volume as well as a low efficiency due in particular to the size of the cooling radiators of their electrical or electronic components and to the number of these latter.
  • the present invention proposes to overcome these drawbacks by adding in series with the magnetron a device called “fast regulator” working in conjunction with a regulator called “slow regulator”.
  • the method of supplying a magnetron connected to a source of electrical energy, in series with a rapid regulator, and equipped with an electric coil is such that the rapid regulator acts so that an operating characteristic of the magnetron is maintained at a constant value linked to a reference quantity and that a slow regulator varies the current passing through the aforementioned coil as a function of at least one operating characteristic of the rapid regulator, thus modifying the operating condition of the magnetron.
  • the rapid regulator and the magnetron are connected in series in any order and thus form a load supplied by a source.
  • the rapid regulator may include either one or more triode vacuum tubes, tetrodes, etc. or one or more semiconductor components. It more or less opposes the flow of current flowing through it in order to fulfill one of the following conditions:
  • the first condition consists in supplying the magnetron with a constant current linked to a setpoint quantity.
  • the second condition corresponds to a preferred version of the process and consists in supplying the magnetron with a constant power whose value is linked to a setpoint quantity.
  • a multiplier circuit provides the result of the product of the voltage across the magnetron by the current flowing through it and by a constant. The rapid regulator uses this so-called return quantity by comparing it with the setpoint it receives.
  • the return quantity can also be taken further downstream, for example by carrying out a measurement of the emitted electromagnetic power.
  • the setpoint applied to the rapid regulator can be fixed or variable.
  • the voltages and powers in question here, and which are taken into account by the various regulators, will be either average quantities or instantaneous quantities.
  • the slow regulator can use, depending on the embodiment chosen, two different return quantities, either the voltage across the terminals of the fast regulator or the power dissipated by the latter. This last quantity comes from a multiplier realizing the product of the voltage present at the terminals of the fast regulator by the current which crosses it.
  • the slow regulator can act so that the average return quantity is constant or else linked to the average power absorbed or emitted by the magnetron or to its average current.
  • the slow regulator can impose a particular instantaneous value. This instantaneous value can be fixed or depend on another instantaneous or average value of absorbed or emitted power or of magnetron current.
  • a variant of this process is characterized in that the slow regulator uses as its return quantity the temperature rise resulting from the operation of the power components of the rapid regulator in order for example to maintain this rise equal to or linked to a constant reference quantity or dependent on the state or point of operation of the magnetron.
  • the invention also relates to a device for feeding a magnetron implementing the above-mentioned method.
  • This device in which the magnetron is connected to a source of electrical energy and is equipped with a coil, comprises a rapid regulator mounted in series with the magnetron and having a regulation circuit subjected to a reference quantity and having means to measure an operating characteristic of the magnetron and maintain this characteristic at a constant value linked to the aforementioned setpoint quantity, as well as a slow regulator having a circuit for regulating the current passing through the aforementioned coil, subjected to measuring means at least one operating characteristic, or return variable, of the rapid regulator.
  • a device for protection against overvoltages can be placed in parallel on the rapid regulator.
  • One can also place in parallel on the latter a device allowing a weak current to flow in the magnetron when the fast regulator is blocked.
  • the mass of the installation can be found at any point on the circuit, it most often corresponds to the anode of the magnetron.
  • the voltage across the rapid regulator can be obtained by direct measurement or by subtracting the voltage present across the magnetron from the voltage produced by the source.
  • Slow and fast regulators can be analog or digital.
  • the voltage produced by the source can be measured directly on the source or on any other physical quantity linked to it and located upstream.
  • FIG. 1 represents the simplified block diagram of a device implementing the method according to the invention.
  • FIG. 2 represents the block diagram of an embodiment of a device of the invention in which the slow regulator uses as return quantity a particular instantaneous voltage taken at the terminals of the fast regulator, this particular instantaneous value corresponding to the minimum of voltage and the setpoint variable being developed from a particular value of the instantaneous power absorbed by the magnetron, ie in this example its maximum value.
  • Figure 1 gives an embodiment of the device according to the method. The positive pole of a voltage source
  • the circuit closes by connecting the cathode 4b_ to the negative pole of the voltage source 1.
  • the magnetron 4 has a coil 3, mounted externally.
  • the slow regulator 5 has two outputs connected to the coil 3. The slow regulator 5 imposes a current on the coil 3.
  • This current makes it possible to vary the voltage V present between the anode and the cathode of the magnetron, which modifies the value of the voltage U present between the input and the output of the fast regulator.
  • the purpose of this modification of the voltage U is to fulfill one of the operating conditions described above.
  • FIG. 2 illustrates the operation of the method according to an embodiment in which the different regulators use instantaneous magnitudes.
  • the positive pole of a voltage source 1 is connected to the input of the fast regulator 2.
  • the output of the latter is connected to the input of a current sensor 7, the output of which is connected to the anode 4a_ of the magnetron 4.
  • the circuit closes by connecting the cathode 4b to the negative pole of the voltage source 1.
  • a voltage sensor 6 placed in parallel with the magnetron measures the voltage present - across the latter.
  • An analog multiplier 9 receives on one of its inputs a voltage proportional to the voltage present between the anode and the cathode of the magnetron which has permanent magnets 4_c. This voltage is supplied by the sensor 6. On its second and last input, the multiplier 9 receives a voltage proportional to the anode current of the magnetron. This latter voltage is supplied by sensor 1.
  • the multiplier 9 supplies at its output a voltage proportional to the power absorbed by the magnetron.
  • the fast regulator 2 comprises one or more MOS transistors referenced 2ç_, connected in parallel. Their drains are connected to the input of the rapid regulator. Their sources are connected to a measurement resistor 2a_. The other end of this resistor constitutes the output of the rapid regulator.
  • a regulation circuit 2b_ controls the gate of the MOS transistor (s).
  • the regulation circuit 2b_ acts on the value of the anode current I via the MOS transistor (s).
  • the regulation circuit 2b_ causes the fast regulator 2 to more or less oppose the flow of the anode current I so that the instantaneous value of the power absorbed by the magnetron is constant and linked to the set value P_ £.
  • the fast regulator 2 uses the output voltage of the multiplier 9 as a return quantity.
  • the output voltage of the multiplier 9 is applied to the input of a memorizing circuit of maximum value 11. This memory is regularly reset to zero at each pulse supplied by a clock 13. The output of the memorizing circuit of maximum 11 is applied to the slow regulator 5. This output thus provides a maximum power absorbed by the magnetron during a given observation period.
  • a voltage sensor 8 measures the voltage present between the input and the output of the rapid regulator 2. This sensor supplies to the circuit 12 a voltage proportional to the voltage present at the input and output terminals of the rapid regulator. Circuit 12 stores the minimum value which is applied to its input. This value available at the output of circuit 12 is reset to zero at each pulse of clock 13.
  • circuit 12 is connected to one of the two inputs of slow controller 5.
  • the coil 3 is connected to the two output terminals of the slow regulator 5.
  • the latter includes a power supply 5_c supplying the current to the coil.
  • the value of this current is electrically adjustable. This current is controlled by the regulator or regulating circuit 5a_.
  • the circuit 5b ⁇ develops a minimum voltage setpoint across the rapid regulator 2. This setpoint is applied to the regulator 5a_.
  • the return quantity also applied to the regulator 5_a comes from the circuit 12, the latter supplying the minimum voltage value present between the input and output terminals of the fast regulator 2.
  • the following example describes the operation of the method following a disturbance, the disturbance in question being an increase in the voltage produced by the source 1.
  • the slow regulator increases the value of the current imposed on the coil in order to increase the voltage V across the terminals of the magnetron. This results in a reduction in the voltage present at the terminals of regulator 2 until this value complies with the set point from circuit 5b_.
  • the following example describes the operation when the setpoint signal P £ is no longer a continuous quantity but a voltage in the form of a periodic square signal.
  • This signal is characterized by a minimum value, a maximum value, a frequency and by a duty cycle.
  • the point or operating state of the magnetron defined by its voltage V and its current I moves on its electrical characteristics as a function of the setpoint signal.
  • a device for protection against overvoltages can be placed in parallel on the fast regulator 2.
  • the method and the device described above in a nonlimiting manner are intended for the production of electromagnetic energy generating devices using magnetrons.

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Abstract

A process for the electrical power supply of a magnetron which rapidly varies the electromagnetic power emitted and subtantially reduces its ripple. A magnetron (4) provided with coils (3) is positioned in series with a fast regulator (2), the assembly forming a load powered by a source (1). The fast regulator (2) supplies the magnetron either at constant current, or at constant absorbed or emitted power. A slow regulator (5) acts by means of the coils (3) on the magnetron (4) in order to limit the voltage present across the terminals of the fast regulator (2) and/or the energy dissipated by the latter. Application in particular for the power supply of magnetrons.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE DE MAGNETRON La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'alimentation électrique de magnétron. Les magn trons sont des tubes à vide permettant de générer des ondes électromagnétiques. Ces ondes trouvent leurs applications dans de nombreux domaines tant industriels que militaires, scientifiques ou médicaux. The present invention relates to a method and a device for the electrical supply of magnetron. Magnons are vacuum tubes used to generate electromagnetic waves. These waves find their applications in many industrial, military, scientific and medical fields.
Certains magnetrons sont équipés de bobines électriques qui permettent d'augmenter ou de diminuer le champ magnétique produit par des aimants permanents. La variation de champ magnétique entraîne une modification des caractéristiques électriques du magnétron, ce qui permet de faire varier la puissance émise. Jusqu'à présent la variation de la puissance émise ne se réalise que grâce aux bobines. Les principaux inconvénients d'un tel procédé sont d'une part, une forte constante de temps interdisant des variations rapides de puissance émise, et d'autre part la répercussion de l'ondulation résiduelle du courant bobine et de la tension d'alimentation du magnétron sur la puissance émise. Lorsqu'on souhaite disposer d'une puissance émise ne présentant pas les inconvénients précités, les dispositifs utilisés présentent un volume important ainsi qu'un faible rendement dus notamment à l'importance des radiateurs de refroidissements de leurs composants électriques ou électroniques et au nombre de ces derniers. La présente invention se propose de pallier ces incon¬ vénients en ajoutant en série avec le magnétron un dispositif dit "régulateur rapide" travaillant en liaison avec un régulateur nommé "régulateur lent".Certain magnetrons are equipped with electric coils which make it possible to increase or decrease the magnetic field produced by permanent magnets. The variation in magnetic field results in a modification of the electrical characteristics of the magnetron, which makes it possible to vary the power emitted. Up to now, the variation of the emitted power is only achieved thanks to the coils. The main drawbacks of such a method are, on the one hand, a strong time constant preventing rapid variations in emitted power, and on the other hand the repercussion of the residual ripple of the coil current and of the supply voltage of the magnetron on the emitted power. When it is desired to have a transmitted power which does not have the aforementioned drawbacks, the devices used have a large volume as well as a low efficiency due in particular to the size of the cooling radiators of their electrical or electronic components and to the number of these latter. The present invention proposes to overcome these drawbacks by adding in series with the magnetron a device called "fast regulator" working in conjunction with a regulator called "slow regulator".
Selon un objet de l'invention, le procédé d'alimentation d'un magnétron relié à une source d'énergie électrique, en série avec un régulateur rapide, et équipé d'une bobine électrique est tel que le régulateur rapide agit de façon qu'une caractéristique de fonctionnement du magnétron soit maintenue à une valeur constante liée à une grandeur de consigne et qu'un régulateur lent fait varier le courant traversant la bobine précitée en fonction d'au moins une caractéristique de fonctionnement du régulateur rapide, modifiant ainsi l'état de fonctionnement du magnétron. Le régulateur rapide et le magnétron sont montés en série selon un ordre quelconque et forment ainsi une charge alimentée par une source. Le régulateur rapide peut comporter soit un ou plusieurs tubes à vide triodes, tétrodes etc.. soit un ou plusieurs composants semi-conducteurs. Il s'oppose plus ou moins à la circulation du courant qui le traverse afin de remplir l'une des conditions suivantes :According to an object of the invention, the method of supplying a magnetron connected to a source of electrical energy, in series with a rapid regulator, and equipped with an electric coil is such that the rapid regulator acts so that an operating characteristic of the magnetron is maintained at a constant value linked to a reference quantity and that a slow regulator varies the current passing through the aforementioned coil as a function of at least one operating characteristic of the rapid regulator, thus modifying the operating condition of the magnetron. The rapid regulator and the magnetron are connected in series in any order and thus form a load supplied by a source. The rapid regulator may include either one or more triode vacuum tubes, tetrodes, etc. or one or more semiconductor components. It more or less opposes the flow of current flowing through it in order to fulfill one of the following conditions:
La première condition consiste à fournir au magnétron un courant constant lié à une grandeur de consigne. La deuxième condition correspond à une version préférentielle du procédé et consiste à alimenter le magnétron avec une puissance constante dont la valeur est liée à une grandeur de consigne. Pour réaliser ce fonctionnement, un circuit multiplieur fournit le résultat du produit de la tension aux bornes du magnétron par le courant qui le traverse et par une constante. Le régulateur rapide utilise cette grandeur dite de retour en la comparant à la consigne qu'il reçoit.The first condition consists in supplying the magnetron with a constant current linked to a setpoint quantity. The second condition corresponds to a preferred version of the process and consists in supplying the magnetron with a constant power whose value is linked to a setpoint quantity. To achieve this operation, a multiplier circuit provides the result of the product of the voltage across the magnetron by the current flowing through it and by a constant. The rapid regulator uses this so-called return quantity by comparing it with the setpoint it receives.
La grandeur de retour peut être également prise plus en aval, par exemple en réalisant une mesure de la puissance électromagnétique émise.The return quantity can also be taken further downstream, for example by carrying out a measurement of the emitted electromagnetic power.
La consigne appliquée au régulateur rapide peut être fixe ou variable. Selon les cas, les tensions et puissances dont il est ici question, et qui sont prises en compte par les différents régulateurs, seront soit des grandeurs moyennes soit des grandeurs instantanées.The setpoint applied to the rapid regulator can be fixed or variable. Depending on the case, the voltages and powers in question here, and which are taken into account by the various regulators, will be either average quantities or instantaneous quantities.
Le régulateur lent peut utiliser selon le mode de réalisation choisi, deux grandeurs de retour différentes, soit la tension aux bornes du régulateur rapide soit la puissance dissipée par ce dernier. Cette dernière grandeur est issue d'un multiplieur réalisant le produit de la tension présente aux bornes du régulateur rapide par le courant qui le traverse. Pour chacun des deux modes de réalisation le régulateur lent peut agir pour que la grandeur de retour moyenne soit constante ou bien liée à la puissance moyenne absorbée ou émise par le magnétron ou à son courant moyen. Pour chacun des deux modes de réalisation, le régulateur lent peut imposer une valeur instantanée particulière. Cette valeur instantanée peut être fixe ou dépendre d'une autre valeur instantanée ou moyenne de puissance absorbée ou émise ou de courant magnétron.The slow regulator can use, depending on the embodiment chosen, two different return quantities, either the voltage across the terminals of the fast regulator or the power dissipated by the latter. This last quantity comes from a multiplier realizing the product of the voltage present at the terminals of the fast regulator by the current which crosses it. For each of the two embodiments, the slow regulator can act so that the average return quantity is constant or else linked to the average power absorbed or emitted by the magnetron or to its average current. For each of the two embodiments, the slow regulator can impose a particular instantaneous value. This instantaneous value can be fixed or depend on another instantaneous or average value of absorbed or emitted power or of magnetron current.
Une variante a ce procédé est caracérisée en ce que le régulateur lent utilise comme grandeur de retour l'élévation de température issue du fonctionnement des composants de puissance du régulateur rapide afin par exemple de maintenir cette élévation égale ou liée à une grandeur de consigne constante ou dépendante de l'état ou du point de fonctionnement du magnétron. L'invention se rapporte également à un dispositif d'alimentation d'un magnétron mettant en oeuvre le procédé précité. Ce dispositif, dans lequel le magnétron est relié à une source d'énergie électrique et est équipé d'une bobine, comprend un régulateur rapide monté en série avec le magnétron et présentant un circuit de régulation soumis à une grandeur de consigne et présentant des moyens pour mesurer une caractéristique de fonction¬ nement du magnétron et maintenir cette caractéristique à une valeur constante liée à la grandeur de consigne précitée, ainsi qu'un régulateur lent présentant un circuit de régulation du courant traversant la bobine précitée, soumis à des moyens de mesure d'au moins une caractéristique de fonctionnement, ou grandeur de retour, du régulateur rapide.A variant of this process is characterized in that the slow regulator uses as its return quantity the temperature rise resulting from the operation of the power components of the rapid regulator in order for example to maintain this rise equal to or linked to a constant reference quantity or dependent on the state or point of operation of the magnetron. The invention also relates to a device for feeding a magnetron implementing the above-mentioned method. This device, in which the magnetron is connected to a source of electrical energy and is equipped with a coil, comprises a rapid regulator mounted in series with the magnetron and having a regulation circuit subjected to a reference quantity and having means to measure an operating characteristic of the magnetron and maintain this characteristic at a constant value linked to the aforementioned setpoint quantity, as well as a slow regulator having a circuit for regulating the current passing through the aforementioned coil, subjected to measuring means at least one operating characteristic, or return variable, of the rapid regulator.
Un dispositif de protection vis à vis des surtensions peut être placé en parallèle sur le régulateur rapide. On peut également placer en parallèle sur ce dernier un dispositif laissant circuler un faible courant dans le magnétron lorsque le régulateur rapide se bloque.A device for protection against overvoltages can be placed in parallel on the rapid regulator. One can also place in parallel on the latter a device allowing a weak current to flow in the magnetron when the fast regulator is blocked.
La masse de l'installation peut se trouver en n'importe quel point du circuit, elle correspond le plus souvent à l'anode du magnétron.The mass of the installation can be found at any point on the circuit, it most often corresponds to the anode of the magnetron.
La tension aux bornes du régulateur rapide peut être obtenue par mesure directe ou par soustraction de la tension présente aux bornes du magnétron à la tension produite par la source.The voltage across the rapid regulator can be obtained by direct measurement or by subtracting the voltage present across the magnetron from the voltage produced by the source.
Les régulateurs lents et rapides peuvent être de type analogique ou numérique. La mesure de la tension produite par la source peut s'effectuer directement sur celle-ci ou sur tout autre grandeur physique liée a elle et se trouvant en amont.Slow and fast regulators can be analog or digital. The voltage produced by the source can be measured directly on the source or on any other physical quantity linked to it and located upstream.
Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente le schéma synoptique simplifié d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents the simplified block diagram of a device implementing the method according to the invention.
La figure 2 représente le schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un dispositif de l'invention dans lequel le régulateur lent utilise comme grandeur de retour une tension instantanée particulière prise aux bornes du régulateur rapide, cette valeur instantanée particulière correspondant au minimum de tension et la grandeur de consigne étant élaborée à partir d'une valeur particulière de la puissance instantanée absorbée par le magnétron, soit dans cet exemple sa valeur maximale. La figure 1 donne un exemple de réalisation du dispositif selon le procédé. Lepôle positif d'une source de tensionFIG. 2 represents the block diagram of an embodiment of a device of the invention in which the slow regulator uses as return quantity a particular instantaneous voltage taken at the terminals of the fast regulator, this particular instantaneous value corresponding to the minimum of voltage and the setpoint variable being developed from a particular value of the instantaneous power absorbed by the magnetron, ie in this example its maximum value. Figure 1 gives an embodiment of the device according to the method. The positive pole of a voltage source
1 est connecté à l'entrée du régulateur rapide 2. La sortie de ce régulateur est reliée à l'anode a_ du magnétron 4. Le circuit se ferme en reliant la cathode 4b_ au pôle négatif de la source de tension 1. Le magnétron 4 dispose d'une bobine 3, montée extérieurement. Le régulateur lent 5 dispose de deux sorties reliées à la bobine 3. Le régulateur lent 5 impose un courant à la bobine 3.1 is connected to the input of the fast regulator 2. The output of this regulator is connected to the anode a_ of the magnetron 4. The circuit closes by connecting the cathode 4b_ to the negative pole of the voltage source 1. The magnetron 4 has a coil 3, mounted externally. The slow regulator 5 has two outputs connected to the coil 3. The slow regulator 5 imposes a current on the coil 3.
Ce courant permet de faire varier la tension V présente entre l'anode et la cathode du magnétron, ce qui modifie la valeur de la tension U présente entre l'entrée et la sortie du régulateur rapide. Cette modification de la tension U a pour but de remplir l'une des conditions de fonctionnement décrites ci-dessus.This current makes it possible to vary the voltage V present between the anode and the cathode of the magnetron, which modifies the value of the voltage U present between the input and the output of the fast regulator. The purpose of this modification of the voltage U is to fulfill one of the operating conditions described above.
La figure 2 illustre le fonctionnement du procédé selon un mode de réalisation dans lequel les différents régulateurs utilisent des grandeurs instantanées.FIG. 2 illustrates the operation of the method according to an embodiment in which the different regulators use instantaneous magnitudes.
Le pôle positif d'une source de tension 1 est connecté à l'entrée du régulateur rapide 2. La sortie de ce dernier est reliée a l'entrée d'un capteur de courant 7 dont la sortie est connectée à l'anode 4a_ du magnétron 4. Le circuit se ferme en reliant la cathode 4b au pôle négatif de la source de tension 1. Un capteur de tension 6 placé en parallèle avec le magnétron mesure la tension présente - aux bornes de ce dernier. Un multiplieur analogique 9 reçoit sur l'une de ses entrées une tension proportionnelle à la tension présente entre l'anode et la cathode du magnétron qui présente des aimants permanents 4_c. Cette tension est fournie par le capteur 6. Sur sa deuxième et dernière entrée le multiplieur 9 reçoit une tension proportionnelle au courant anodique du magnétron. Cette dernière tension est fournie par le capteur 1 . Le multiplieur 9 fournit sur sa sortie une tension proportionnelle à la puissance absorbée par le magnétron.The positive pole of a voltage source 1 is connected to the input of the fast regulator 2. The output of the latter is connected to the input of a current sensor 7, the output of which is connected to the anode 4a_ of the magnetron 4. The circuit closes by connecting the cathode 4b to the negative pole of the voltage source 1. A voltage sensor 6 placed in parallel with the magnetron measures the voltage present - across the latter. An analog multiplier 9 receives on one of its inputs a voltage proportional to the voltage present between the anode and the cathode of the magnetron which has permanent magnets 4_c. This voltage is supplied by the sensor 6. On its second and last input, the multiplier 9 receives a voltage proportional to the anode current of the magnetron. This latter voltage is supplied by sensor 1. The multiplier 9 supplies at its output a voltage proportional to the power absorbed by the magnetron.
Le régulateur rapide 2 comporte un ou plusieurs transistors MOS référencés 2ç_, montés en parallèle. Leurs drains sont reliés à l'entrée du régulateur rapide. Leurs sources sont connectées sur une résistance de mesure 2a_. L'autre extrémité de cette résistance constitue la sortie du régulateur rapide..Un circuit de régulation 2b_ pilote la porte du ou des transistors MOS. Le circuit de régulation 2b_ agit sur la valeur du courant anodique I par l'intermédiaire du ou des transistors MOS. Le circuit de régulation 2b_ fait en sorte que le régulateur rapide 2 s'oppose plus ou moins à la circulation du courant anodique I de façon à ce que la valeur instantanée de la puissance absorbée par le magnétron soit constante et liée à la valeur de consigne P_£. Le régulateur rapide 2 utilise la tension de sortie du multiplieur 9 comme grandeur de retour. La tension de sortie du multiplieur 9 est appliquée à l'entrée d'un circuit memorisateur de valeur maximum 11. Cette mémoire est régulièrement remise à zéro a chaque impulsion fournie par une horloge 13. La sortie du circuit memorisateur de maximum 11 est appliquée au régulateur lent 5. Cette sortie fournit donc a puissance maximum absorbée par le magnétron pendant une période d'observation donnée.The fast regulator 2 comprises one or more MOS transistors referenced 2ç_, connected in parallel. Their drains are connected to the input of the rapid regulator. Their sources are connected to a measurement resistor 2a_. The other end of this resistor constitutes the output of the rapid regulator. A regulation circuit 2b_ controls the gate of the MOS transistor (s). The regulation circuit 2b_ acts on the value of the anode current I via the MOS transistor (s). The regulation circuit 2b_ causes the fast regulator 2 to more or less oppose the flow of the anode current I so that the instantaneous value of the power absorbed by the magnetron is constant and linked to the set value P_ £. The fast regulator 2 uses the output voltage of the multiplier 9 as a return quantity. The output voltage of the multiplier 9 is applied to the input of a memorizing circuit of maximum value 11. This memory is regularly reset to zero at each pulse supplied by a clock 13. The output of the memorizing circuit of maximum 11 is applied to the slow regulator 5. This output thus provides a maximum power absorbed by the magnetron during a given observation period.
Un capteur de tension 8 mesure la tension présente entre l'entrée et la sortie du régulateur rapide 2. Ce capteur fournit au circuit 12 une tension proportionnelle à la tension présente aux bornes d'entrée et sortie du régulateur rapide. Le circuit 12 mémorise la valeur minimum qui est appliquée sur son entrée. Cette valeur disponible en sortie du circuit 12 est remise à zéro à chaque impulsion de l'horloge 13.A voltage sensor 8 measures the voltage present between the input and the output of the rapid regulator 2. This sensor supplies to the circuit 12 a voltage proportional to the voltage present at the input and output terminals of the rapid regulator. Circuit 12 stores the minimum value which is applied to its input. This value available at the output of circuit 12 is reset to zero at each pulse of clock 13.
La sortie du circuit 12 est reliée à l'une des deux entrées du régulateur lent 5.The output of circuit 12 is connected to one of the two inputs of slow controller 5.
La bobine 3 est reliée aux deux bornes de sortie du régulateur lent 5. Ce dernier comporte une alimentation 5_c fournissant le courant à la bobine. La valeur de ce courant est ajustable électriquement. La commande de ce courant s'effectue p≤r le régulateur ou circuit de régulation 5a_. En fonction de la valeur de puissance maximum fournie par le circuit 11, le circuit 5b^ élabore une consigne de tension minimum aux bornes du régulateur rapide 2. Cette consigne est appliquée au régulateur 5a_. La grandeur de retour également appliquée au régulateur 5_a provient du circuit 12, ce dernier fournissant la valeur minimum de tension présente entre les bornes d'entrée et de sortie du régulateur rapide 2.The coil 3 is connected to the two output terminals of the slow regulator 5. The latter includes a power supply 5_c supplying the current to the coil. The value of this current is electrically adjustable. This current is controlled by the regulator or regulating circuit 5a_. Depending on the maximum power value supplied by the circuit 11, the circuit 5b ^ develops a minimum voltage setpoint across the rapid regulator 2. This setpoint is applied to the regulator 5a_. The return quantity also applied to the regulator 5_a comes from the circuit 12, the latter supplying the minimum voltage value present between the input and output terminals of the fast regulator 2.
L'exemple suivant décrit le fonctionnement du procédé suite à une perturbation, la perturbation dont il est question étant une augmentation de la tension produite par la source 1.The following example describes the operation of the method following a disturbance, the disturbance in question being an increase in the voltage produced by the source 1.
Une augmentation de la tension produite par la source 1 est immédiatement transmise aux bornes du magnétron. La tension V et le courant I (respectivement mesurés par les capteurs 6 et 7) augmentent. La tension de sortie du mul"tiplieur 9 augmente. La consigne Pc étant inchangée, le régulateur rapide 2 augmente la tension présente à ses bornes afin de diminuer I dans le but de retrouver le produit V.I initial.An increase in the voltage produced by source 1 is immediately transmitted to the terminals of the magnetron. The voltage V and the current I (respectively measured by the sensors 6 and 7) increase. The output voltage of the multiplier 9 increases. The setpoint Pc being unchanged, the rapid regulator 2 increases the voltage present at its terminals in order to decrease I in order to find the initial product V.I.
Cette dernière tension augmentant fortement pour remplir la condition précédemment décrite, le régulateur lent augmente la valeur du courant imposé à la bobine afin de faire croître la tension V aux bornes du magnétron. Ceci entraîne une diminution de la tension présente aux bornes du régulateur 2 jusqu'à ce que cette valeur soit conforme à la consigne issue du circuit 5b_.This latter voltage increasing strongly to fulfill the condition described above, the slow regulator increases the value of the current imposed on the coil in order to increase the voltage V across the terminals of the magnetron. This results in a reduction in the voltage present at the terminals of regulator 2 until this value complies with the set point from circuit 5b_.
On retrouve aux bornes du régulateur rapide 2 une tension identique à celle qui précédait l'arrivée de la perturbation, la puissance absorbée par le magnétron est inchangée, la tension V ainsi que le courant dans la bobine ont augmenté, le courant anodique I a diminué.We find at the terminals of the fast regulator 2 a voltage identical to that which preceded the arrival of the disturbance, the power absorbed by the magnetron is unchanged, the voltage V and the current in the coil increased, the anode current I decreased.
L'exemple suivant décrit le fonctionnement lorsque le signal de consigne P£ n'est plus une grandeur continue mais une tension se présentant sous la forme d'un signal carré périodique.The following example describes the operation when the setpoint signal P £ is no longer a continuous quantity but a voltage in the form of a periodic square signal.
Ce signal est caractérisé par une valeur minimum, une valeur maximum, une fréquence et par un rapport cyclique.This signal is characterized by a minimum value, a maximum value, a frequency and by a duty cycle.
Le point ou état de fonctionnement du magnétron défini par sa tension V et son courant I se déplace sur ses caractéristiques électriques en fonction du signal de consigne. On choisit un point particulier afin de déterminer le courant dans la bobine. Ce point n'étant rencontré que pendant de courts instants, ses caractéristiques doivent être mémorisées par les circuits 11 et 12. Ce point correspond au maximum de puissance absorbée, pendant la période d'observation fixée par l'horloge 13. Cette information est fournie par le circuit 11. Le circuit 5b_ associe à cette information une consigne de tension minimum aux bornes du régulateur rapide 2. Cette tension est mémorisée par le circuit 12, elle constitue la grandeur de retour appliquée au régulateur 5&_. D'autres valeurs instantanées distinctes des maximales et minimales peuvent être choisies.The point or operating state of the magnetron defined by its voltage V and its current I moves on its electrical characteristics as a function of the setpoint signal. We choose a particular point to determine the current in the coil. This point being encountered only for short moments, its characteristics must be memorized by circuits 11 and 12. This point corresponds to the maximum of absorbed power, during the observation period fixed by the clock 13. This information is provided by circuit 11. Circuit 5b_ associates this information with a minimum voltage setpoint at the terminals of the fast regulator 2. This voltage is memorized by circuit 12, it constitutes the return quantity applied to regulator 5 & _. Other instantaneous values distinct from the maximum and minimum can be chosen.
Un dispositif de protection vis-à-vis des surtensions peut être placé en parallèle sur le régulateur rapide 2.A device for protection against overvoltages can be placed in parallel on the fast regulator 2.
Le procédé et le dispositif décrits ci-dessus de manière non limitative sont destinés à la réalisation d'appareils générateurs d'énergie électromagnétique utilisant des magnetrons. The method and the device described above in a nonlimiting manner are intended for the production of electromagnetic energy generating devices using magnetrons.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'alimentation électrique d'un magnétron (4) relié à une source d'énergie électrique (1), en série avec un régulateur rapide (2), et équipé d'une bobine électrique (3), caractérisé par le fait que le régulateur rapide (2) agit de façon qu'une caractéristique de fonctionnement du magnétron (4) soit maintenue a une valeur constante liée à une grandeur de consigne (Pc_) et qu'un régulateur lent (5) fait varier le courant traversant la bobine précitée (3) en fonction d'au moins une caractéristique de fonctionnement ou grandeur de retour, du régulateur rapide (2), modifiant ainsi l'état de fonctionnement du magnétron (4).1. A method of powering a magnetron (4) connected to a source of electrical energy (1), in series with a rapid regulator (2), and equipped with an electric coil (3), characterized by fact that the fast regulator (2) acts so that an operating characteristic of the magnetron (4) is maintained at a constant value linked to a setpoint quantity (Pc_) and that a slow regulator (5) varies the current passing through the aforementioned coil (3) as a function of at least one operating characteristic or return quantity, of the rapid regulator (2), thus modifying the operating state of the magnetron (4).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le régulateur rapide (2) agit de façon que le magnétron (4) soit alimenté sous un courant constant lié à une grandeur de consigne.2. Method according to claim 1, characterized in that the rapid regulator (2) acts so that the magnetron (4) is supplied with a constant current linked to a setpoint quantity.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le régulateur rapide (2) agit de façon que le magnétron (4) soit alimenté sous une puissance constante liée à une grandeur de consigne. 3. Method according to claim 1, characterized in that the rapid regulator (2) acts so that the magnetron (4) is supplied with a constant power related to a setpoint.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le régulateur rapide (2) agit de façon que le magnétron (4) émette une puissance électromagnétique constante.4. Method according to claim 1, characterized in that the rapid regulator (2) acts so that the magnetron (4) emits a constant electromagnetic power.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le régulateur lent (5) fait varier le courant traversant la bobine en fonction d'une caractéristique électrique du régulateur rapide (2).5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the slow regulator (5) varies the current passing through the coil as a function of an electrical characteristic of the fast regulator (2).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la caractéristique électrique précitée du régulateur rapide (2) est la tension moyenne entre son entrée et sa sortie. 6. Method according to claim 5, characterized in that the aforementioned electrical characteristic of the rapid regulator (2) is the average voltage between its input and its output.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la caractéristique électrique précitée du régulateur rapide (2) est la puissance moyenne dissipée par celui-ci.7. Method according to claim 5, characterized in that the aforementioned electrical characteristic of the rapid regulator (2) is the average power dissipated by it.
8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la mesure de la caractéristique précitée s'effectue pendant un temps d'observation donné et régulièrement renouvelé. 8. Method according to one of claims 6 and 7, characterized in that the measurement of the above characteristic is carried out for a given observation time and regularly renewed.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le régulateur lent (5) fait varier le courant traversant la bobine en fonction de l'élévation de température des composants de puissance du régulateur rapide. 9. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the slow regulator (5) varies the current passing through the coil as a function of the temperature rise of the power components of the fast regulator.
10. Dispositif d'alimentation électrique d'un magnétron10. Power supply device for a magnetron
(4) relié à une source d'énergie électrique (1) et équipé d'une bobine électrique, mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un régulateur rapide (2) monté en série avec le magnétron (4) et présentant un circuit de régulation (2b_) soumis à une grandeur de consigne (P_c) et présentant des moyens pour mesurer une caractéristique de fonctionnement du magnétron et maintenir cette caractéristique à une valeur constante liée à cette grandeur de consigne et un régulateur lent (5) présentant un circuit de régulation (5a_) du courant traversant la bobine précitée (3), soumis à des moyens de mesure d'une caractéristique de fonctionnement, ou grandeur de retour, du régulateur rapide (2). (4) connected to an electrical energy source (1) and equipped with an electric coil, implementing the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a rapid regulator (2) mounted in series with the magnetron (4) and having a regulation circuit (2b_) subjected to a setpoint quantity (P_c) and having means for measuring an operating characteristic of the magnetron and maintaining this characteristic at a constant value linked to this reference quantity and a slow regulator (5) having a regulation circuit (5a_) of the current passing through the aforementioned coil (3), subjected to means for measuring an operating characteristic, or return quantity, of the rapid regulator ( 2).
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