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N.V. PHILIPSGLOEILAMPENFABRIEKEN, résidant à EINDHOVEN (Pays-Bas)-.
MONTAGE REGULATEUR DE TENSION.
L'invention concerne un montage régulateur de tension prévu pour le branchement sur une source de tension alternative, dont la tension aux bornes et la fréquence sont sujettes à fluctuations, afin de maintenir pra- 'tiquement constante la tension alternative obtenue à une paire de bornes de sortie, lors d'une variation de la valeur ou de la fréquence de la tension alternative d'entrée ou de variations de la charge aux bornes de sortie;
Pour régler la tension à une paire de bornes de sortie, il est connu d'utiliser des transformateurs comportant un ou plusieurs enroulements primaires pour le branchement sur une source de tension alternative, un noyau dont une partie est saturable et une autre partie n'est pas saturée en ré- gime, la partie de noyau saturable portant un enroulement qui est shunté par un condensateur.
Il existe plusieurs sortes de ces transformateurs de réglage qui conviennent pour maintenir la tension de sortie constante lors d'une variation de la tension d'entrée ou de la charge. Cette correction peut s'effectuer très rapidement, à savoir en un temps égal à quelques pé- riodes de la fréquence d'entrée. Toutefois, en général, ces transformateurs ne fournissent pas une tension de sortie constante lors de fluctuations de la fréquence d'entrée, ou bien lorsqu'un transformateur est spécialement conçu pour assurer une correction déterminée lors de variations de la fré- quence d'entrée, il n'assure pas cette correction lors d'une variation de la charge.
L'invention concerne entre autres un montage à brancher sur une source, de tension et de fréquence variables, pour maintenir à une paire de bornes de sortie une tension alternative pratiquement constante malgré des fluctuations de la valeur et de la fréquence de la tension d'entrée, et des fluctuations de la charge.
Suivant l'invention, le circuit de réglage de tension à utiliser
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dans un transformateur de réglage du type décrit, comporte une réactance variable à insérer soit entre une borne de sortie du transformateur et une borne du montage, soit dans le circuit de courant comportant l'enroulement porté par la partie saturable du noyau et le condensateur correspondant, ou bien dans les deux, un détecteur de déviations de la tension de sortie connecté aux bornes de sortie du circuit, et des moyens appartenant au détecteur pour régler la valeur de la réactance variable afin de contracarrer toute déviation de la tension de sortie du circuit par rapport à la valeur nominale.
Le circuit régulateur de tension conforme à l'invention, peut consister également en un transformateur de réglage du type décrit, une réactance variable à insérer soit entre une borne de sortie du transformateur et une borne d'entrée du montage, soit dans le circuit comportant 1' enroulement porté par la partie saturable du noyau et le condensateur correspondant, ou bien dans les, deux, un détecteur de déviations de la tension de sortie connecté aux bornes de sortie du circuit de courant et des moyens appartenant au détecteur pour régler la valeur de la réactance variable afin de contrecarrer toute déviation de la tension de sortie du circuit par rapport à la valeur nominale.
Les moyens, appartenant au détecteur de déviation, pour régler la réactance variable sont constitués de préférence, par un amplificateur et la réactance variable est, de préférence, une bobine de self saturable comportant un enroulement de. réglage qui est parcouru par un courant continu dont l'intensité est réglée par l'amplificateur.
De préférence. le détecteur de déviations réagit sur des valeurs efficaces, de façon à donner des indications qui, dans la mesure du possible, sont indépendantes de variations de la forme de l'onde.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente, sous forme de schéma synoptique, un circuit tel que spécifié ci-dessus. Les bornes d'entrée 1 et 2 sont connectées à une source de courant alternatif, ainsi qu'à l'enroulement d'entrée d'un transformateur de réglage 3, du type décrit. Le transformateur 3 comporte un enroulement qui est shunté par un condensateur.
Dans la forme de réalisation représentée sur la fig. 1, ce condensateur, indiqué par 4, est connecté à l'enroulement correspondant, par l'intermédiaire del'enrou- lement principal d'une bobine de self saturable 5, enroulement principal qui est également monté en série avec la sortie du transformateur 3, laquelle est connectée aux bornes de sortie 6 et 7 du régulateur de tension Un détecteur de déviations de la tension de sortie 8 est monté en parallèle avec les bornes de sortie 6 et 7, et transmet à un amplificateur 9, un signal variable avec la tension obtenue aux bornes 6 et 7. La sortie de l'amplificateur 9 lance un courant dans l'enroulement de réglage de la bobine 5 et règle la réactance de cette bobine de self de façon à contrecarrer toute déviation de la tension de sortie par rapport à sa valeur nominale.
Les éléments représentés sous forme synoptique sur la fig. 1 peuvent être réalisés de plusieurs façons et contribueront à assurer au régulateur les résultats désirés pour autant que leurs caractéristiques soient judicieusement adaptées.
Les fig. 2 à 9 donnent, à titre d'exemples, des formes de réalisation du transformateur de réglage 3 de la fig. 1.
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Les fig. 4 et 5 sont des formes de réalisation de la self sa- turable 5 de la fig.1.
Les fig. 6 et 7 sont des formes de réalisation du détecteur de déviations de la tension de sortie 8 de la fig. 1.
Les fig. 8 et 9 sont des formes de réalisation de l'amplifica- teur 9.
L'enroulement primaire 10 du transformateur représenté sur la fig. 2 est branché sur une source de courant alternatif. Le noyau du trans- formateur est constitué par deux parties 11 et 12; la partie 11 a des di- mensions telles qu'elle est saturée pendant le fonctionnement du transfor- mateur, tandis que la partie 12 est agencée de façon qu'elle ne soit pas saturée en régime. La partie saturée 11 porte un enroulement 13, qui est shunté paruncondensateur 14. La partie non saturée 12 porte un enroule- ment 15.
Le transformateur de la fig. 3 comporte un enroulement 16, qui est enroulé sur une partie de noyau saturée 11. Une partie de l'enroule- ment 16 est montée en série avec un autre enroulement 17, qui est monté sur la p artie non saturée du noyau d'une façon telle que ces deux enroulements ments forment ensemble l'enroulement primaire du transformateur. Tout 1' enroulement 16 est shunté par un condensateur 14. Une partie del'enroule- ment 16 est montée en série avec un enroulement 15 sur la partie non saturée 12 du noyau; ces deux parties forment ensemble l'enroulement secondaire du transformateur.
En principe, ces deux transformateurs sont identiques. En ef- fet, l'enroulement primaire provoque des lignes de force tant dans la par- tie saturée que dans la partie non saturée du noyau. L'enroulement monté sur la partie saturée engendre une tension qui n'augmente pas proportion- nellement à la tension d'entrée. L'enroulement monté sur la partie non saturée du noyau, est monté en opposition avec le premier, et engendre une tension plus faible qui elle, est proportionnelle à la tension d'entrée et comme cette tension est opposée à la tension de sortie principale, elle maintient la tension de sortie pratiquement constante entre de larges limi- tes de variations de la tension d'entrée. La partie saturée du noyau porte un enroulement qui est shunté par un condensateur.
Ce condensateur a une grande capacité et provoque, avec l'enroulement, un état qui se rapproche de la résonance, de sorte que l'intensité du courant dans le montage en sé- rie de l'enroulement et du condensateur .augmente.
Les points indiqués par X, X', X" sur les fig. 2 et 3 représen- tent à titre d'exemple, des endroits qui conviennent pour l'Insertion de la bobine de self 2 à noyau saturable. Le point X" indique un endroit où cette insertion s'effectue en série avec le condensateur, le point X' un endroit où la dite self est en série avec la sortie du transformateur, et le point X, l'endroit le plus indiqué de la bobine de self saturable ou celle-ci est tant en série avec la sortie qu'avec le condensateur. Au besoin, la bobine de self peut également être branchée en parallèle avec le condensateur 14.
Comme la tension d'un transformateur tel que représenté sur les fige 2 et 3 est pratiquement constant lors d'une variation de la tension d'entrée et de la charge, en l'absence des autres éléments 8 et 9, le mon- tage d'une réactance 5 à l'endroit X' doit rendre la tension de sortie, ob- tenue aux bornes 6 et 7, indépendante de l'intensité du courant de charge traversant la réactance.
Toute variation de tension de ce genre résultant d'une variation de la charge est corrigée par les éléments 8 et 9, mais ceci augmente les conditions de possibilité de correction imposées aux élé- ments 8 et 9 La réactance 5 doit être réalisée de façon qu'elle agisse
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entre de plus larges limites des valeurs de l'inductance et la combinaison du détecteur 8 et de l'amplificateur 9 doit être plus sensible et sa réaction doit être plus rapide.
On a constaté que lorsque la bobine de self 5 est insérée à l'endroit X où à l'endroit X", la tension de sortie d'un transformateur tel que représenté sur les fig. 2 et 3 reste constante lors d'une variation de la tension d'entrée et de la charge pour une valeur déterminée de la réactance 5.
Des variations de la tension d'entrée et de la charge, peuvent se produire très rapidement et sont alors rapidement corrigées par le fonctionnement normal du transformateur de réglage de tension, à savoir comme il a déjà été mentionné, en un temps égal à quelques périodes de la fréquence d'entrée. En général, la fréquence d'entrée varie à un rythme assez lent et lorsque les éléments 8, 9 doivent corriger des variations de tension qui résultent uniquement d'une variation de la fréquence d'entrée, la combinaison du détecteur 8 et de l'amplificateur 9 peut être moins sensible et moins rapide, ce qui entraîne une notable économie de frais pour ces éléments.
La bobine de self saturable peut consister en un enroulement principal et en un enroulement de réglage montés sur le même noyau, mais il est préférable de constituer l'enroulement principal en deux parties.
La fige 4 présente un tel dispositif dans lequel le noyau 22 porte un enroulement de réglage 23, et dans lequel l'enroulement principal est constitué par deux parties 20 et 21. Ces deux parties 20 et 21 sont couplées de façon telle que toute composante de tension alternative que comporte le courant lancé dans l'enroulement 23 induit une tension égale et opposée dans les deux parties d'enroulement, de sorte que cette composante est supprimée dans cet enroulement.
Dans le dispositif représenté sur la fig. 5, l'enroulement principal est réalisé en deux parties 20 et 21, comme il a déjà été décrit pour la fig. 4. Le noyau 22 porte un enroulement de réglage 23 et un enroulement additionnel 24. Dans ce dispositif, le réglage de la réactance s'obtient en lançant un courant d'intensité constante dans l'enroule- ment 24, et un courant de réglage dans 1' enroulement 23, afin de contrecarrer l'effet du courant dans l'enroulement 24. Une variation du courant de réglage dans un sens déterminé provoque donc une variation de la réactance en des sens opposés dans les deux formes de réalisation d'une bobine de self représentées sur les fig. 4 et 5.
Le détecteur 8 représenté sur la fig. 1 peut consister dans sa forme la plus simple, en un potentiomètre constitué par une résistance et un thermistor (c'est-à-dire une résistance à coefficient de température élevée); ce potentiomètre est connecté aux bornes de sortie 6 et 7, ou par l'intermédiaire d'un transformateur abaisseur, il est connecté aux bornes de sortie, tandis que le signal correspondant à la déviation de tension est obtenu soit aux bornes du thermistor, soit aux bornes de la résistance.
Toutefois, il est préférable d'utiliser un pont de Wheatstone, de sorte que le signal de déviation soit nul lorsque le pont est en équilibre, c' est-à-dire lorsque la tension entre les bornes 6 et 7 à sa valeur nominale
La fig. 6 représente un tel pont dans lequel l'une des branches du pont comporte un thermistor 30 et les trois autres branches, des résistances 31, 32 et 33. L'entrée du pont est connectée aux bornes de sortie 6, 7 par l'intermédiaire d'un transformateur abaisseur et le rapport de la tension de sortie appliquée au pont et des valeurs des résistances des branches est choisi de façon que le pont soit en équilibre lorsque la tension de sortie a sa valeur nominale.
On obtient un signal
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de déviation croissant plus rapidement dès que la tension de sortie aux bor- nes 6 et 7 dévie de sa valeur nominale et la phase du signal obtenue lors- que la tension dépasse sa valeur nominale est opposée à celle qui se pro- duit lorsque la tension tombe en-deçà de la valeur mentionnée.
Le pont simple représenté sur la fig. 6 présente un sérieux inconvénient; il peut exister trois intensités de courant qui répondent à une chute de tension déterminée dans la combinaison du thermistor et des résistances, de sorte qu'il règne une certaine incertitude en ce qui' con- cerne le fonctionnement du pont, à moins que l'on ne prenne des disposi- tions qui permettent la mise hors circuit du pont.
Ce fait est illustré par la fig. 10, sur laquelle la courbe A donne une caractéristique tension, courant typique d'un thermistor, B la caractéristique tension - courant d'une résistance ohmique et C, la résul- tante obtenue en additionnant les ordonnées des courbes A et B. La courbe
A du thermistor s'élève d'abord rapidement jusqu'à une valeur maximum, après quoi, pour des intensités plus élevées du courant, la tension aux bornes du thermistor tombe d'abord rapidement et ensuite plus progressive- ment. La caractéristique d'une résistance ohmique est évidemment une droi- te passant par l'origine et la résultante du thermistor et de la résistan- ce est une courbe qui s'élève rapidement jusqu'à un maximum, qui tombe en- suite jusqu'à un minimum pour s'élever par après. Sur la courbe C, ce mi- nimum est indiqué en D.
Pour des tensions supérieures à ce minimum, par exemple pour VI sur la fig. 10, l'intensité du courant peut acquérir, sur la courbe C trois valeurs à savoir celles correspondant aux points P, Q et R. Le point R est le point normalement requis pour l'équilibre du pont et des dispositions compliquées doivent être prises pour mettre le dispo- sitif hors circuit lorsque la tension d'entrée du pont diffère de sa va- leur nominale d'un montant tel que le point de fonctionnement du thermis- tor se trouve hors de la zone de ce point R. De tels moyens sont connus ils peuvent comporter des interrupteurs commandés par des relais pour met- tre le pont hors circuit ou pour appliquer une tension de la grandeur re- quise provenant d'une autre source lorsque la tension d'entrée du pont dépasse les limites permises.
Dans un montage conforme à l'invention, il est recommandable de supprimer cette insécurité dans le fonctionnement du détecteur de dé- viations de la tension de sortie par l'emploi d'un pont électrique tel que représenté sur la fig. 7.
Dans ce pont, l'une des branches d'un pont de Wheatstone est un thermistor à chauffage indirect, comportant un élément résistant 30 et un élément chauffant 34. Les trois autres branches du pont comportent des résistances 31,32 et 33, comme dans le montage représenté sur la fig. 6.
Le fonctionnement de ce pont s'explique au mieux à l'aide de la fig. 11, dont la courbe A correspond à la courbe A de la fig. 10, et est la courbe caractéristique d'une thermistor à chauffage indirect, pour un courant de chauffage nul. La courbe B correspond également à la courbe B de la fig. 10 et concerne une résistance ohmique. La courbe E est l'une des courbes d'un faisceau de caractéristiques du thermistor à chauffage indirect lorsque du courant circule dans l'élément chauffant. Il va de soi, que la valeur du maximum original tombe à mesure que l'intensité du courant de chauffage augmente. La courbe F représente la résultante ob- tenue par l'addition des ordonnées des courbes B et E.
Il va de soi que l'on évite maintenant le minimum D de la courbe C de la fig. 10, et de plus au delà de la valeur V2, la courbe F, qui donne la nouvelle valeur du maxi- mum initial: de la courbe E plus la valeur de la courbe B pour la même in- tensité de courant, s'élève d'une façon pratiquement linéaire. Dans le
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pont de la fig. 7 il ne subsiste aucune incertitude et les dispositions nécessaires dans le pont simple représenté sur-la fig. 6, sont devenues superflues.
Comme on le sait, la résistance du thermistor varie avec la température ambiante et le point d'équilibre du pont représenté sur la fig. 7, varierait donc avec la température de l'ambiance. Afin d'obvier à cet inconvénient, le courant pour l'élément de chauffage 34, est prélevé d'un potentiomètre constitué par une résistance 36 et par un thermistor branché sur une source de tension. Le courant pour l'élément de chauf- fage 34 se prélève de la tension du thermistor 35. Lorsque la températu- re de l'ambiance augmente, la résistance du thermistor 35 diminue, ainsi que la tension obtenue aux bornes de ce thermistor.
De ce fait, l'inten- sité du courant dans l'élément de chauffage 34 diminue, ce qui entraîne une baisse de la température du thermistor 30 et donc une compensation de l'augmentation de la température de l'ambiance*
Lorsque la tension obtenue aux bornes 6 et 7 du circuit de courant représenté sur .la fig.1 s'écarte de la valeur normale pour la- quelle le pont est en équilibre, on obtient à la sortie du pont un signal qui est en phase ou en opposition de phase avec la tension d'entrée sui- vant que la tension de sortie se trouve au delà ou en-deçà de la valeur nominale. Ce signal est transmis à l'amplificateur 9 et sert à modifier l'intensité du courant qui traverse l'enroulement de réglage de la bobine de self saturée d'une façon telle que la tension de sortie acquiert à nou- veau sa valeur nominale.
A cet effet, l'amplificateur doit réagir tant sur la grandeur que sur la phase du signal de sortie. Les fig. 8 et 9 re- présentent des montages amplificateurs appropriés à cet effet.
Dans le montage représenté sur la fig. 8, le signal obtenu à la sortie du pont à thermistor, est appliqué à l'enroulement primaire 40 d'un transformateur élévateur, à grand rapport de transformation, dont l'enroulement secondaire est inséré entre la grille de commande et la cathode de la pentode 43 en série avec une source de tension de polari- sation de grille 44. Le circuit anodique et le circuit cathodique de la pentode 43 sont connectés aux bornes 6 et 7, de sorte que la tension ano- dique pour la pentode 43 est fournie par la tension obtenue aux bornes 6 et 7, tension qui est appliquée à l'anode et à la grille-écran de la pentode 43 par l'intermédiaire d'un redresseur monoplaque 45. Le redres- seur 45 a pour but de protéger le tube contre des tensions inversées.
La charge anodique, non représentée sur la fig. 8, est constituée par l'enroulement de réglage de la bobine de self saturable 5; à cet effet, les extrémités de l'enroulement 23 sont connectées aux bornes 47 et 48 et sont shuntées par un condensateur 46. Comme une tension obtenue par le redressement monophasé de la tension alternative obtenue aux bornes 6 et 7 est appliquée à l'anode du tube 43, il va de soi que ce montage amplifica- teur réagit tant sur la phase que sur la grandeur du signal appliqué à l'enroulement primaire 40, et le courant redressé et uniformisé, dont l'intensité dépend de la phase et de la grandeur du signal d'entrée, tra- verse l'enroulement 23 de la bobine de self saturable 5.
Dans le montage représenté sur la fig. 9, une des bornes d'en- trée 50 est couplée à la grille de commande d'une triode 52 dont le cir- cuit cathodique comporte le montage en parallèle d'une résistance de char- ge 53 et d'un condensateur 54. L'autre extrémité du montage 53, 54 est connectée à une extrémité de l'enroulement secondaire 55 du transforma- teur 56 dont l'enroulement primaire 57 est connecté aux bornes 6 et 7.
L'enroulement 55 comporte une prise médiane qui est connectée à l'autre borne d'entrée 51, tandis que l'autre extrémité de l'enroulement secon- daire 55 est connectée à une extrémité d'un potentiomètre constitué par les résistances 58 et 59. L'autre extrémité de ce potentiomètre est re-
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liée à l'anode du tube 52, tandis qu'une prise est reliée à une grille de commande d'une seconde triode 60. La cathode du tube 60 est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 61,à la borne d'entrée 51. Le circuit anodique du tube 60 comporte l'enroulement 23 de la bobine saturable 5 (non représentée sur la fig. 9) qui est connectée aux bornes 47 et 48 et qui est shuntée par un condensateur 46. Le circuit anodique du tube 60 est connecté à la même extrémité de l'enroulement secondaire 55 que le circuit anodique du tube 52.
Le fonctionnement du montage amplificateur représenté sur la fig. 9 s'explique au mieux lorsqu'on considère ce montage comme une va- riante du montage "trigger" connu de Schmitt, dont les anodes sont ali- mentées non pas en tension continue mais en tension alternative, de sorte que le montage connu est modifié d'une façon telle qu'il provoque un ef- fet de discrimination de phase à l'aide d'une tension alternative appli- quée aux bornes 50 et 51.
Le montage "trigger" connu de Schmitt peut fonctionner de deux manières ; dansl'une, l'un des tubes est conducteur, et dans l'autre le second tube est conducteur. Une chose analogue peut évidemment s'ob- tenir dans la réalisation en courant alternatif du montage et dans ce cas, le fonctionnement de chacun des tubes dépend de la phase du signal entrant.
Toutefois, pour le but visé par l'invention, l'intensité du courant de sortie doit être indépendante de la grandeur du signal d'en- trée et pour faire en sorte que le montage fonctionne comme montage à grand coefficient d'amplification et non comme montage trigger, les.valeurs des résistances 58, 59 et 61 doivent être judicieusement choisies, ou bien on peut connecter entre l'anode du tube 52 et l'anode du tube 60, une résistance de stabilisation qui est représentée sur le dessin par le tracé en pointillés 62.
La fig. 12 montre une forme de réalisation avantageuse du montage représenté sur la fig. 1. Dans le montage de la fig. 12, le transformateur de réglage de tension 3 est du type représenté sur la fig. 2, et les bornes d'entrée 1 et 2 du montage sont connectées aux ex- trémités de l'enroulement primaire 10. La bobine saturable 5 est du type représenté sur la fig. 4 et les enroulements principaux 20 et 21 sont montés en série avec la sortie du transformateur 3 et avec le con- densateur 4 qui shunte l'enroulement 13. Comme il a déjà été mentionné c'est la situation la plus favorable pour la bobine de self 5.
La ten- sion de sortie du montage se prélève de la sortie du transformateur 3 par l'intermédiaire de la bobine de self 5 et se produit aux bornes de sortie 6 et 7. A la sortie du circuit est connecté l'enroulement primaire 71 d'un transformateur 70. Ce transformateur fournit la tension anodique, la tension de chauffage pour l'amplificateur, la tension de chauffage pour un thermistor à chauffage direct et la tension d'entrée d' un pont à thermistor, comme il sera décrit par la suite.
Le détecteur de déviations de la tension est un pont à thermistor du type décrit à l'ai- de de la fig. 7, sauf quelques petites modifications} à savoir que l'une des branches du pont comporte l'élément résistant 30, monté en série avec une petite résistance 37, alors que les branches 32 et 33 sont constituées par les parties réglées d'avance d'un potentiomètre variable. La tension de sortie du pont se produit entre la prise du potentiomètre 32,33, et le noeud de l'élément résistant 30 et de la résistance 31. Ce signal est appliqué à l'entrée d'un amplificateur du type décrit 3 l'aide de la fig.
3; à cet effet, le noeud de l'élément 30 et de la résistance 31 est con- necté à une extrémité de l'enroulement primaire 40 du transformateur 41, par l'intermédiaire d'un- résistance 38, qui, en régime, est court-circui- tée à l'aide d'un interrupteur Rc, commande par un relais=
Le transformateur 70 comporte un enroulement secondaire 72 à
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basse tension, qui est connecté à l'élément chauffant d'un redresseur à diode 45. Un second enroulement secondaire 73, à bassetension, est connecté au filament d'une pentode 43. Une extrémité de l'enroulement 73 est en même temps connectée à la ligne de base 77 qui est reliée à la borne de sortie 7 du montage.
L'autre extrémité de l'enroulement 73 est connectée, par l'intermédiaire d'une petite résistance 78, à un interrupteur Rb qui est commandé par un relais et qui est ouvert en régime normal
Une extrémité d'un autre troisième enroulement secondaire 74 du transformateur 70 est reliée à la ligne de base 77 et l'autre extrémité est reliée, par l'intermédiaire d'un interrupteur Ra, à commande par relais, qui est fermé en régime, à la résistance variable 36 réglée d' avance. Dans ce montage, la tension normalement appliquée à l'élément chauffant 34 du thermistor est la partie de la tension de l'enroulement 74 qui se produit aux bornes du montage en série d'une résistance 39 et du thermistor 35.
Deux autres enroulements secondaires 75 et 76 du transformateur 70 sont montés en série; l'une 'des extrémités de l'enroulement 75 est connectée au sommet du pont à thermistor formant le noeud des résistances 35 et 37. L'enroulement 76 est shunté par un potentiomètre variable 79 réglé d'avance, dont la prise est couplée à l'autre sommet du pont à thermistor à savoir au noeud des résistances 31 et 32.
La partie 80, tournée vers la ligne de base, de l'enroulement primaire 71 du transformateur 70, comporte une prise pour fournir la tension de polarisation au tube'43. Cette tension est redressée par un redresseur 81, qui est monté en série avec la prise de l'enroulement primaire et une extrémité du montage en parallèle d'un condensateur 82 et d' un potentiomètre réglable 83, réglé d'avance, tandis que les autres extrémités du montage sont reliées à la ligne de base 77. De cette façon, on obtient une tension de polarisation redressée aux bornes du potentiomètre 83.
La prise du potentiomètre 83 est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance de découplage 84,à une borne à basse tension de l'enroulement secondaire 42 du transformateur 41, borne qui est reliée à la ligne de base 77 par l'intermédiaire d'un condensateur de découplage 85.
L'enroulement secondaire 42 est shunté par un condensateur 86 de faible capacité et l'extrémité haute tension de l'enroulement est connectée à la grille de commande du tube 83 par le montage en parallèle d'un élément redresseur 87 et d'une résistance 88.
Le condensateur 86 a pour but d'apporter la correction de phase nécessaire pour amener le signal de sortie du pont rigoureusement en phase ou en opposition de phase avec la tension redressée appliquée à l'anode du tube 43.
Le redresseur 87 et la résistance 88 ont pour but- d'empêcher un court-circuit du pont par le courant de grille du tube 43, lorsque la grille devient trop positive. L'anode du tube 43 est reliée, par l'intermédiaire d'un condensateur 89, à une extrémité d'un potentiomètre 90, réglé d'avance,dont l'autre extrémité est connectée à la prise du potentiomètre 83.
La prise du potentiomètre 90 est connectée à une borne à basse tension de l'enroulement secondaire 42 par l'intermédiaire d'un réseau de découplage constitué par un condensateur en parallèle 91, une résistance en série 92, un second condensateur en parallèle 93 et une seconde résistance en série 94. Un partie de la tension de sortie du tube 43 se produit aux bornes du potentiomètre 90 et une autre partie obtenue à la prise de ce potentiomètre, est appliquée à l'entrée du tube 43 afin d'assurer une contre-réaction. Lorsqu'une tension rapidement variable se produit à l'anode du tube 43, ce couplege à contre-réaction supprime
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toute tendance du dispositif à fonctionner irrégulièrement, sans porter atteinte à la sensiblité de l'amplificateur.
Comme il a déjà été mentionné, l'anode du tube 43 est con- nectée à l'enroulement de réglage 23 de la bobine de self et dans ce mon- tage, elle est couplée, par l'intermédiaire d'un relais R, au redresseur
45 comportant une diode en série Le relais R est shunté par un conden- sateur 95, et par le montage en série d'une résistance variable 96, réglée d'avance, et d'un interrupteur Rd qui est commandé par un relais et qui est ouvert en régime normal. Le relais R commande non seulement l'interrupteur Rd, mais aussi, comme il a déjà été mentionné, les interrupteurs Ra, Rb, Rc et Re.
Lors d'une absence éventuelle de courant anodique du tube 43 et partant de courant de réglage dans l'enroulement 23 de la bobine de self, le montage 4, 13 est pratiquement en résonance et de ce fait, la tension de sortie du montage, obtenue aux bornes 6 et 7, est portée à une valeur élevée. Afin d'empêcher cette augmentation, le relais R est inséré dans le circuit anodique du tube 43. En l'absence de courant anodique, le relais R déclenche et ferme un interrupteur Re,qui shunte les enroulements principaux 20 et 21 de la bobine de self 5. Un court-circuit de ces enroulements écarte le montage 4,13 de l'état de résonance; la tension aux bornes de sortie est donc plus basse et le circuit de charge est protégé contre une tension trop élevée.
Le relais R facilite en même temps l'entrée en fonctionnement du dispositif, car à la première mise en circuit de ce dispositif, le tube 43 ne débite pas immédiatement du courant anodique, étant donné que l'élément thermique est froid, de sorte qu'aucun courant d'excitation ne passe dans le relais R. A l'état non excité du relais, non seulement l'interrupteur Rc est fermé, mais également l'interrupteur Rb, tandis que l'interrupteur Ra est ouvert, de sorte qu'il applique la tension de l'enroulement 73, plus élevée que celle de l'enroulement 74, au potentiomètre 36, 39,35, et donc à l'élément chauffant du thermistor à chauffage indirect ce qui amène rapidement l'élément thermistor 30 à son point de fonctionnement exact.
A l'état non excité du relais R, l'interrupteur Rc est ouvert et met ainsi en circuit la résistance en série 38, de sorte qu'une tension trop élevée, non équilibrée, qui se produit à la sortie du pont, n'est pas entièrement transmise au transformateur 41.
L'interrupteur Rd est également fermé et branche ainsi la résistance 96 en parallèle avec le relais R.
Lorsque le courant anodique du tube 43 atteint une intensité suffisante pour exciter le relais R, la tension de chauffage normale est appliquée à l'élément chauffant 34 du thermistor, à partir de l'enroulement 74, par l'interrupteur Ra. La résistance 38 est court-circuitée par l'nterrupteur Rc et rend ainsi au pont et à l'amplificateur correspondant tout leur pouvoir de réaction. L'interrupteur Rd s'ouvre de sorte que la résistance 96 se trouve dans un circuit ouvert.
L'intensité du courant anodique pour laquelle le relais R est excité, dépend de la valeur de la résistance variable 96, réglée d'avance on règle cette intensité de courant d'une façon telle que l'ouverture du contact Re qui shunte les enroulements 20,21 de la bobine de self 5 ne provoque par d'impulsions dans la tension de sortie du circuit.
Suivant une autre particularité du montage décrit, afin de fournir au tube 43 une tension de polarisation redressée et uniformisée, le tube peut être mis en fonctionnement avec une tension alternative, appliquée à la grille, en opposition avec la tension appliquée à l'anode.
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La meilleure solution consiste à appliquer cette tension de polarisation alternative au circuit -cathodique du tube et la cathode est alors connec- tée à l'extrémité à haute tension de l'enroulement 80 ou à une prise d'un potentiomètre monté en parallèle avec cet enroulement.
Comme il a déjà été mentionné, la réactance de la bobine de self saturable 5 augmente à mesure que l'intensité du courant anodique du tube 43 diminue et que la tension de sortie obtenue aux bornes 6 et 7 aug- mente. A la mise hors circuit du tube 43 ou ayant le débit de courant ano- dique, après la mise en circuit, la tension de sortie augmente jusqu'à une valeur élevée;pour obvier à cette augmentation, le relais R est inséré de la manière déjà décrite dans le montage représenté sur la fig. 2. On peut également utiliser une bobine de self saturable telle que représentée sur la fige 5. Dans ce montage, un courant continu d'intensité constante tra- verse l'enroulement 24 et le redresseur qui fournit ce courant est agen- cé de manière à débiter rapidement ce courant lors de la mise en circuit de l'appareil.
De cette fagon la tension de sortie obtenue aux bornes 6 et 7, est maintenue s une valeur basse lors de la mise en circuit et lors de la mise hors circuit du tube 23. Le rapport de phase de l'entrée de 1' amplificateur est inversé, de sorte que le courant d'intensité constante traversant l'enroulement 23 provoque une augmentation de la tension de sor- tie du montage.
Dans une forme de réalisation modifiée de l'amplificateur, dé- crite à l'aide de la fig. 8 et utilisée dans la forme de réalisation avan- tageuse du montage représentée sur la fig. 12, le transformateur d'entrée 41 peut être remplacé par un tube fonctionnant comme amplificateur de tension. La tension de sortie du pont à thermistor est alors appliquée à la grille de commande de ce tube dont le signal de sortie est appliqué à la grille de commande du tube 43. Un tel montage est représenté sur la fig. 13, figure sur laquelle les éléments correspondant à ceux de la fig. 12, portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière.
Le tube additionnel est indiqué par 100 et l'anode de ce tube est couplée à la grille de commande du tube 43, par l'intermédiaire d'un condensateur 101. Les anodes des tubes 100 et 43 sont couplées entre elles par l'in- termédiaire du relais R, ce qui provoque un certain degré de contre-réac- tion et permet de contre-carrer des irrégularités de fonctionnement.
Pour le courant continu cette contre-réaction résulte de la présence du condensateur 101 comme c'était le cas pour le montage de la fig. 12, par suite de la présence du condensateur 49.
Le transformateur de réglage n'est pas représenté sur la fig.
13, figure dont les points I et II correspondent aux points I et II de la fig . 12.
Dans une autre forme de réalisation du montage représenté sur la fige 1, le détecteur de déviations de la tension de sortie est un pont magnétique et l'amplificateur 9 est un amplificateur magnétique au lieu d'un amplificateur à tube thermionique, de sorte que les tubes thermioniques sont supprimés.
Dans une autre forme de réalisation encore, l'amplificateur est omis et on utilise un régulateur au carbone pour l'intensité du courant continu dans l'enroulement 23 de la bobine de self saturable. Un tel cir- cuit de courant est représenté sur la fig. 14.
Ce circuit de courant offre l'avantage qu'il ne comporte pas de tube thermionique. Un transformateur d'alimentation 120, alimenté par les bornes de sortie 6,7, comporte un enroulement secondaire 121, qui fournit le courant pour l'enroulement 23 de la bobine de self, courant qui est redressé par un redresseur sec 122, et dont l'intensité est réglée
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par l'élément au carbone 123. Un autre enroulement secondaire 125 fournit le courant pour l'enroulement de réglage 126 du régulateur à carbone, par l'intermédiaire d'un autre redresseur sec 125.
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EMI1.1
N.V. PHILIPSGLOEILAMPENFABRIEKEN, residing in EINDHOVEN (Netherlands) -.
TENSION REGULATOR ASSEMBLY.
The invention relates to a voltage regulator assembly provided for connection to an alternating voltage source, the terminal voltage and frequency of which are subject to fluctuations, in order to maintain practically constant the alternating voltage obtained at a pair of terminals. output, when the value or frequency of the input AC voltage changes or when the load changes at the output terminals;
To adjust the voltage at a pair of output terminals, it is known to use transformers having one or more primary windings for connection to an alternating voltage source, a core part of which is saturable and the other part is not. not saturated in speed, the part of the saturable core carrying a winding which is shunted by a capacitor.
There are several kinds of these tuning transformers which are suitable for keeping the output voltage constant when changing the input voltage or the load. This correction can be carried out very quickly, namely in a time equal to a few periods of the input frequency. However, in general, these transformers do not provide a constant output voltage during fluctuations in the input frequency, or when a transformer is specially designed to provide a determined correction during variations in the input frequency. , it does not ensure this correction during a variation of the load.
The invention relates, among other things, to an arrangement for connection to a source, of variable voltage and frequency, for maintaining at a pair of output terminals a practically constant alternating voltage despite fluctuations in the value and frequency of the voltage of. input, and load fluctuations.
According to the invention, the voltage adjustment circuit to be used
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in a control transformer of the type described, comprises a variable reactance to be inserted either between an output terminal of the transformer and a terminal of the assembly, or in the current circuit comprising the winding carried by the saturable part of the core and the corresponding capacitor , or in both, a detector of deviations of the output voltage connected to the output terminals of the circuit, and means belonging to the detector for adjusting the value of the variable reactance in order to counteract any deviation of the output voltage of the circuit compared to the nominal value.
The voltage regulator circuit in accordance with the invention may also consist of an adjustment transformer of the type described, a variable reactance to be inserted either between an output terminal of the transformer and an input terminal of the assembly, or in the circuit comprising 1 'winding carried by the saturable part of the core and the corresponding capacitor, or else in both, an output voltage deviation detector connected to the output terminals of the current circuit and means belonging to the detector for adjusting the value of the variable reactance in order to counteract any deviation of the circuit output voltage from the nominal value.
The means belonging to the deviation detector for adjusting the variable reactance preferably consist of an amplifier and the variable reactance is preferably a saturable choke coil comprising a winding of. regulation which is traversed by a direct current whose intensity is regulated by the amplifier.
Preferably. the deviation detector reacts on rms values, so as to give indications which, as far as possible, are independent of variations in the shape of the wave.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Fig. 1 represents, in the form of a block diagram, a circuit as specified above. Input terminals 1 and 2 are connected to an alternating current source, as well as to the input winding of a regulating transformer 3, of the type described. The transformer 3 has a winding which is shunted by a capacitor.
In the embodiment shown in FIG. 1, this capacitor, indicated by 4, is connected to the corresponding winding, via the main winding of a saturable choke coil 5, the main winding which is also connected in series with the output of transformer 3 , which is connected to the output terminals 6 and 7 of the voltage regulator An output voltage deviation detector 8 is connected in parallel with the output terminals 6 and 7, and sends to an amplifier 9, a variable signal with the voltage obtained at terminals 6 and 7. The output of amplifier 9 initiates a current in the adjustment winding of coil 5 and adjusts the reactance of this choke coil so as to counteract any deviation of the output voltage from at face value.
The elements shown in synoptic form in FIG. 1 can be achieved in several ways and will help provide the controller with the desired results as long as their characteristics are suitably matched.
Figs. 2 to 9 give, by way of example, embodiments of the regulating transformer 3 of FIG. 1.
EMI2.1
S - '
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Figs. 4 and 5 are embodiments of the saturable inductor 5 of FIG.
Figs. 6 and 7 are embodiments of the output voltage deviation detector 8 of FIG. 1.
Figs. 8 and 9 are embodiments of amplifier 9.
The primary winding 10 of the transformer shown in FIG. 2 is connected to an alternating current source. The core of the transformer consists of two parts 11 and 12; part 11 has dimensions such that it is saturated during operation of the transformer, while part 12 is arranged so that it is not saturated in operation. The saturated part 11 carries a winding 13, which is shunted by a capacitor 14. The unsaturated part 12 carries a winding 15.
The transformer of fig. 3 has a winding 16, which is wound on a saturated core part 11. A part of the winding 16 is mounted in series with another winding 17, which is mounted on the unsaturated part of the core of a. such that these two windings together form the primary winding of the transformer. All of the winding 16 is shunted by a capacitor 14. A part of the winding 16 is mounted in series with a winding 15 on the unsaturated part 12 of the core; these two parts together form the secondary winding of the transformer.
In principle, these two transformers are identical. In fact, the primary winding causes lines of force both in the saturated part and in the unsaturated part of the core. The winding mounted on the saturated part generates a voltage which does not increase in proportion to the input voltage. The winding mounted on the unsaturated part of the core, is mounted in opposition to the first, and generates a lower voltage which is proportional to the input voltage and as this voltage is opposite to the main output voltage, it keeps the output voltage nearly constant between wide limits of changes in the input voltage. The saturated part of the core carries a winding which is shunted by a capacitor.
This capacitor has a large capacity and, together with the winding, causes a state which approaches resonance, so that the intensity of the current in the series connection of the winding and the capacitor increases.
The points indicated by X, X ', X "in Figs. 2 and 3 represent, by way of example, places which are suitable for the Insertion of the choke coil 2 with saturable core. The point X" indicates a place where this insertion is carried out in series with the capacitor, the point X 'a place where the said choke is in series with the output of the transformer, and the point X, the most indicated place of the saturable choke coil or this is both in series with the output and with the capacitor. If necessary, the choke coil can also be connected in parallel with the capacitor 14.
As the voltage of a transformer as shown in figs 2 and 3 is practically constant during a variation of the input voltage and of the load, in the absence of the other elements 8 and 9, the assembly of a reactance 5 at location X 'must make the output voltage, obtained at terminals 6 and 7, independent of the intensity of the load current flowing through the reactance.
Any such voltage variation resulting from a variation in the load is corrected by elements 8 and 9, but this increases the conditions of correctability imposed on elements 8 and 9 Reactance 5 must be made so that 'she acts
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between wider limits of the inductance values and the combination of detector 8 and amplifier 9 must be more sensitive and its reaction must be faster.
It has been observed that when the choke coil 5 is inserted at the location X or at the location X ", the output voltage of a transformer as shown in Figs. 2 and 3 remains constant during a variation. of the input voltage and the load for a determined value of the reactance 5.
Variations in the input voltage and the load, can occur very quickly and are then quickly corrected by the normal operation of the voltage regulating transformer, namely as already mentioned, in a time equal to a few periods of the input frequency. In general, the input frequency varies at a fairly slow rate and when elements 8, 9 have to correct for voltage variations which result only from a variation in the input frequency, the combination of detector 8 and the amplifier 9 can be less sensitive and less rapid, which results in a notable saving in costs for these elements.
The saturable choke coil can consist of a main winding and a tuning winding mounted on the same core, but it is preferable to make the main winding in two parts.
Fig 4 shows such a device in which the core 22 carries an adjustment winding 23, and in which the main winding is formed by two parts 20 and 21. These two parts 20 and 21 are coupled so that any component of AC voltage that the current started in the winding 23 induces an equal and opposite voltage in the two winding parts, so that this component is removed in this winding.
In the device shown in FIG. 5, the main winding is made in two parts 20 and 21, as has already been described for FIG. 4. The core 22 carries an adjustment winding 23 and an additional winding 24. In this device, the adjustment of the reactance is obtained by launching a current of constant intensity in the winding 24, and an adjustment current. in the winding 23, in order to counteract the effect of the current in the winding 24. A variation of the setting current in a determined direction therefore causes a variation of the reactance in opposite directions in the two embodiments of a. choke coil shown in fig. 4 and 5.
The detector 8 shown in FIG. 1 can consist in its simplest form, of a potentiometer consisting of a resistor and a thermistor (that is to say a resistor with a high temperature coefficient); this potentiometer is connected to the output terminals 6 and 7, or through a step-down transformer, it is connected to the output terminals, while the signal corresponding to the voltage deviation is obtained either at the terminals of the thermistor or across the resistor.
However, it is preferable to use a Wheatstone bridge, so that the deviation signal is zero when the bridge is in equilibrium, i.e. when the voltage between terminals 6 and 7 is at its nominal value.
Fig. 6 shows such a bridge in which one of the branches of the bridge comprises a thermistor 30 and the other three branches, resistors 31, 32 and 33. The input of the bridge is connected to the output terminals 6, 7 via step-down transformer and the ratio of the output voltage applied to the bridge and the values of the resistances of the branches is chosen so that the bridge is in equilibrium when the output voltage has its nominal value.
We get a signal
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of deviation increasing more rapidly as soon as the output voltage at terminals 6 and 7 deviates from its nominal value and the phase of the signal obtained when the voltage exceeds its nominal value is opposite to that which occurs when the voltage falls below the stated value.
The single bridge shown in fig. 6 presents a serious drawback; there can be three intensities of current which respond to a determined voltage drop in the combination of thermistor and resistors, so that there is some uncertainty as to the operation of the bridge, unless the no arrangements are made which allow the bridge to be switched off.
This fact is illustrated by fig. 10, on which curve A gives a voltage characteristic, typical current of a thermistor, B the voltage - current characteristic of an ohmic resistor and C, the result obtained by adding the ordinates of curves A and B. The curve
A of the thermistor first rises rapidly to a maximum value, after which, at higher currents of the current, the voltage across the thermistor first drops rapidly and then more gradually. The characteristic of an ohmic resistance is obviously a straight line passing through the origin and the resultant of the thermistor and the resistance is a curve which rises rapidly to a maximum, which then falls to to a minimum to rise later. On curve C, this minimum is indicated in D.
For voltages greater than this minimum, for example for VI in fig. 10, the intensity of the current can acquire, on the curve C three values, namely those corresponding to the points P, Q and R. The point R is the point normally required for the equilibrium of the bridge and complicated arrangements must be made for switch off the device when the input voltage of the bridge differs from its nominal value by an amount such that the operating point of the thermistor is outside the zone of this point R. Such means They are known, they can include switches controlled by relays to switch off the bridge or to apply a voltage of the required magnitude from another source when the input voltage of the bridge exceeds the permitted limits.
In an assembly according to the invention, it is advisable to eliminate this insecurity in the operation of the output voltage deviation detector by using an electrical bridge as shown in FIG. 7.
In this bridge, one of the branches of a Wheatstone bridge is an indirectly heated thermistor, comprising a resistance element 30 and a heating element 34. The other three branches of the bridge have resistors 31, 32 and 33, as in the assembly shown in FIG. 6.
The operation of this bridge is best explained with the aid of fig. 11, the curve A of which corresponds to the curve A of FIG. 10, and is the characteristic curve of a thermistor with indirect heating, for a zero heating current. Curve B also corresponds to curve B of FIG. 10 and relates to an ohmic resistance. Curve E is one of the curves of a characteristic bundle of the indirectly heated thermistor when current is flowing through the heating element. It goes without saying that the value of the original maximum falls as the intensity of the heating current increases. Curve F represents the resultant obtained by adding the ordinates of curves B and E.
It goes without saying that we now avoid the minimum D of the curve C of FIG. 10, and moreover beyond the value V2, the curve F, which gives the new value of the initial maximum: from curve E plus the value of curve B for the same current intensity, rises in a practically linear fashion. In the
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bridge of fig. 7 there remains no uncertainty and the necessary arrangements in the single bridge shown in FIG. 6, have become superfluous.
As is known, the resistance of the thermistor varies with the ambient temperature and the equilibrium point of the bridge shown in fig. 7, would therefore vary with the ambient temperature. In order to overcome this drawback, the current for the heating element 34 is taken from a potentiometer formed by a resistor 36 and by a thermistor connected to a voltage source. The current for heater 34 is taken from the voltage of thermistor 35. As the ambient temperature increases, the resistance of thermistor 35 decreases, as does the voltage obtained across this thermistor.
As a result, the intensity of the current in the heating element 34 decreases, which causes a drop in the temperature of the thermistor 30 and therefore a compensation for the increase in the room temperature *
When the voltage obtained at terminals 6 and 7 of the current circuit shown in fig. 1 deviates from the normal value for which the bridge is in equilibrium, a signal which is in phase is obtained at the output of the bridge. or in phase opposition with the input voltage depending on whether the output voltage is above or below the nominal value. This signal is transmitted to amplifier 9 and serves to modify the intensity of the current flowing through the regulating winding of the saturated inductor coil in such a way that the output voltage again acquires its nominal value.
To this end, the amplifier must react to both the magnitude and the phase of the output signal. Figs. 8 and 9 represent suitable amplifier arrangements for this purpose.
In the assembly shown in FIG. 8, the signal obtained at the output of the thermistor bridge, is applied to the primary winding 40 of a step-up transformer, with a large transformation ratio, the secondary winding of which is inserted between the control grid and the cathode of the pentode 43 in series with a gate bias voltage source 44. The anode circuit and the cathode circuit of pentode 43 are connected to terminals 6 and 7, so that the anodic voltage for pentode 43 is supplied. by the voltage obtained at terminals 6 and 7, which voltage is applied to the anode and to the screen grid of the pentode 43 via a single-plate rectifier 45. The purpose of the rectifier 45 is to protect the tube against reverse voltages.
The anode load, not shown in FIG. 8, consists of the regulating winding of the saturable choke coil 5; for this purpose, the ends of winding 23 are connected to terminals 47 and 48 and are shunted by a capacitor 46. As a voltage obtained by single-phase rectification of the alternating voltage obtained at terminals 6 and 7 is applied to the anode of tube 43, it goes without saying that this amplifier assembly reacts both on the phase and on the magnitude of the signal applied to the primary winding 40, and the rectified and uniform current, the intensity of which depends on the phase and on the magnitude of the input signal passes through the winding 23 of the saturable choke coil 5.
In the assembly shown in FIG. 9, one of the input terminals 50 is coupled to the control grid of a triode 52, the cathode circuit of which comprises the parallel connection of a load resistor 53 and of a capacitor 54. The other end of the assembly 53, 54 is connected to one end of the secondary winding 55 of the transformer 56, the primary winding 57 of which is connected to terminals 6 and 7.
The winding 55 has a middle tap which is connected to the other input terminal 51, while the other end of the secondary winding 55 is connected to one end of a potentiometer constituted by the resistors 58 and 59. The other end of this potentiometer is re-
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connected to the anode of tube 52, while a plug is connected to a control grid of a second triode 60. The cathode of tube 60 is connected, via a resistor 61, to terminal d input 51. The anode circuit of the tube 60 comprises the winding 23 of the saturable coil 5 (not shown in FIG. 9) which is connected to the terminals 47 and 48 and which is shunted by a capacitor 46. The anode circuit of the tube 60 is connected to the same end of secondary winding 55 as the anode circuit of tube 52.
The operation of the amplifier assembly shown in FIG. 9 is best explained when this assembly is considered as a variant of the "trigger" assembly known from Schmitt, the anodes of which are supplied not with direct voltage but with alternating voltage, so that the known assembly is modified in such a way that it causes a phase discrimination effect with the aid of an alternating voltage applied to terminals 50 and 51.
The "trigger" assembly known from Schmitt can operate in two ways; in one, one of the tubes is conductive, and in the other the second tube is conductive. A similar thing can obviously be obtained in the realization in alternating current of the assembly and in this case, the operation of each of the tubes depends on the phase of the incoming signal.
However, for the purpose of the invention, the intensity of the output current must be independent of the magnitude of the input signal and to ensure that the assembly operates as an assembly with a large amplification coefficient and not as trigger assembly, the values of resistors 58, 59 and 61 must be judiciously chosen, or one can connect between the anode of the tube 52 and the anode of the tube 60, a stabilization resistor which is represented in the drawing by the dotted line 62.
Fig. 12 shows an advantageous embodiment of the assembly shown in FIG. 1. In the assembly of fig. 12, the voltage adjustment transformer 3 is of the type shown in FIG. 2, and the input terminals 1 and 2 of the assembly are connected to the ends of the primary winding 10. The saturable coil 5 is of the type shown in FIG. 4 and the main windings 20 and 21 are connected in series with the output of the transformer 3 and with the capacitor 4 which bypasses the winding 13. As has already been mentioned, this is the most favorable situation for the coil. self 5.
The output voltage of the circuit is taken from the output of transformer 3 via the choke coil 5 and occurs at the output terminals 6 and 7. At the output of the circuit is connected the primary winding 71 d A transformer 70. This transformer provides the anode voltage, the heater voltage for the amplifier, the heater voltage for a directly heated thermistor and the input voltage for a thermistor bridge, as will be described by after.
The voltage deviation detector is a thermistor bridge of the type described with reference to FIG. 7, except for a few small modifications} namely that one of the branches of the bridge comprises the resistance element 30, mounted in series with a small resistance 37, while the branches 32 and 33 are formed by the parts adjusted in advance of 'a variable potentiometer. The output voltage of the bridge occurs between the tap of the potentiometer 32,33, and the node of the resistive element 30 and of the resistor 31. This signal is applied to the input of an amplifier of the type described 3 l ' using fig.
3; for this purpose, the node of element 30 and of resistor 31 is connected to one end of primary winding 40 of transformer 41, via a resistor 38, which, in operation, is short-circuited by means of an Rc switch, control by a relay =
The transformer 70 has a secondary winding 72 to
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low voltage, which is connected to the heating element of a diode rectifier 45. A second secondary winding 73, low voltage, is connected to the filament of a pentode 43. One end of the winding 73 is at the same time connected. to the base line 77 which is connected to the output terminal 7 of the assembly.
The other end of the winding 73 is connected, via a small resistor 78, to a switch Rb which is controlled by a relay and which is open in normal operation.
One end of another third secondary winding 74 of transformer 70 is connected to base line 77 and the other end is connected, via a switch Ra, with relay control, which is closed in operating mode, to the variable resistor 36 set in advance. In this arrangement, the voltage normally applied to the heating element 34 of the thermistor is that part of the voltage of the winding 74 which occurs across the series connection of a resistor 39 and the thermistor 35.
Two other secondary windings 75 and 76 of transformer 70 are connected in series; one end of winding 75 is connected to the top of the thermistor bridge forming the node of resistors 35 and 37. Winding 76 is shunted by a variable potentiometer 79 set in advance, the tap of which is coupled to the other top of the thermistor bridge, namely at the node of resistors 31 and 32.
The part 80, facing the baseline, of the primary winding 71 of the transformer 70, has a tap for supplying the bias voltage to the tube'43. This voltage is rectified by a rectifier 81, which is connected in series with the tap of the primary winding and one end of the parallel connection of a capacitor 82 and an adjustable potentiometer 83, set in advance, while the other ends of the assembly are connected to the base line 77. In this way, a rectified bias voltage is obtained at the terminals of the potentiometer 83.
The tap of the potentiometer 83 is connected, via a decoupling resistor 84, to a low voltage terminal of the secondary winding 42 of the transformer 41, which terminal is connected to the base line 77 via the intermediary. a decoupling capacitor 85.
The secondary winding 42 is shunted by a low capacitor 86 and the high voltage end of the winding is connected to the control grid of the tube 83 by the parallel connection of a rectifier element 87 and a resistor. 88.
The purpose of the capacitor 86 is to provide the phase correction necessary to bring the output signal of the bridge strictly in phase or in phase opposition with the rectified voltage applied to the anode of the tube 43.
The rectifier 87 and resistor 88 are intended to prevent a short-circuit of the bridge by the gate current of the tube 43, when the gate becomes too positive. The anode of the tube 43 is connected, via a capacitor 89, to one end of a potentiometer 90, adjusted in advance, the other end of which is connected to the socket of the potentiometer 83.
The tap of the potentiometer 90 is connected to a low voltage terminal of the secondary winding 42 via a decoupling network consisting of a parallel capacitor 91, a series resistor 92, a second parallel capacitor 93 and a second resistance in series 94. A part of the output voltage of the tube 43 occurs at the terminals of the potentiometer 90 and another part obtained at the tap of this potentiometer is applied to the input of the tube 43 in order to ensure a feedback. When a rapidly varying voltage occurs at the anode of tube 43, this feedback torque eliminates
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any tendency of the device to operate irregularly, without affecting the sensitivity of the amplifier.
As already mentioned, the anode of the tube 43 is connected to the regulating winding 23 of the choke coil and in this assembly, it is coupled, via a relay R, to the rectifier
45 comprising a diode in series The relay R is shunted by a capacitor 95, and by the series connection of a variable resistor 96, regulated in advance, and of a switch Rd which is controlled by a relay and which is open in normal operation. The relay R controls not only the switch Rd, but also, as has already been mentioned, the switches Ra, Rb, Rc and Re.
In the event of a possible absence of anode current from the tube 43 and starting from an adjustment current in the winding 23 of the choke coil, the assembly 4, 13 is practically in resonance and therefore the output voltage of the assembly, obtained at terminals 6 and 7, is taken to a high value. In order to prevent this increase, the relay R is inserted in the anode circuit of the tube 43. In the absence of anode current, the relay R triggers and closes a switch Re, which bypasses the main windings 20 and 21 of the coil. choke 5. A short-circuit of these windings removes the assembly 4.13 from the state of resonance; the voltage at the output terminals is therefore lower and the load circuit is protected against too high a voltage.
The relay R at the same time facilitates the entry into operation of the device, because when this device is first switched on, the tube 43 does not immediately deliver anode current, given that the thermal element is cold, so that 'no excitation current passes through the relay R. In the un-excited state of the relay, not only the switch Rc is closed, but also the switch Rb, while the switch Ra is open, so that 'it applies the voltage of the winding 73, higher than that of the winding 74, to the potentiometer 36, 39,35, and therefore to the heating element of the indirectly heated thermistor which quickly brings the thermistor element 30 at its exact operating point.
In the unexcited state of the relay R, the switch Rc is open and thus switches on the series resistor 38, so that an excessively high, unbalanced voltage which occurs at the output of the bridge, n ' is not fully transmitted to transformer 41.
Switch Rd is also closed and thus connects resistor 96 in parallel with relay R.
When the anode current from tube 43 reaches a sufficient current to energize relay R, normal heating voltage is applied to thermistor heating element 34, from winding 74, by switch Ra. Resistor 38 is short-circuited by switch Rc and thus returns to the bridge and to the corresponding amplifier all their reaction power. Switch Rd opens so that resistor 96 is in an open circuit.
The intensity of the anode current for which the relay R is energized, depends on the value of the variable resistor 96, set in advance, this current intensity is adjusted in such a way that the opening of the contact Re which bypasses the windings 20,21 of the choke coil 5 does not cause pulses in the output voltage of the circuit.
According to another particular feature of the assembly described, in order to provide the tube 43 with a rectified and uniform bias voltage, the tube can be operated with an alternating voltage, applied to the grid, in opposition to the voltage applied to the anode.
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The best solution is to apply this alternating bias voltage to the cathode circuit of the tube and the cathode is then connected to the high voltage end of the winding 80 or to a tap of a potentiometer mounted in parallel with this. winding.
As already mentioned, the reactance of the saturable choke coil 5 increases as the anode current of the tube 43 decreases and the output voltage obtained at terminals 6 and 7 increases. When the tube 43 is switched off or having the anodic current flow, after switching on, the output voltage increases to a high value; to obviate this increase, the relay R is inserted as already described in the assembly shown in FIG. 2. It is also possible to use a saturable inductor coil as shown in fig 5. In this assembly, a direct current of constant intensity passes through the winding 24 and the rectifier which supplies this current is arranged in such a way. to quickly deliver this current when the device is switched on.
In this way, the output voltage obtained at terminals 6 and 7 is maintained at a low value when switching on and off the tube 23. The phase ratio of the input of the amplifier is inverted, so that the current of constant intensity passing through the winding 23 causes an increase in the output voltage of the circuit.
In a modified embodiment of the amplifier, described with the aid of FIG. 8 and used in the advantageous embodiment of the assembly shown in FIG. 12, the input transformer 41 can be replaced by a tube functioning as a voltage amplifier. The output voltage of the thermistor bridge is then applied to the control gate of this tube, the output signal of which is applied to the control gate of the tube 43. Such an assembly is shown in FIG. 13, figure in which the elements corresponding to those of FIG. 12, bear the same reference numbers as on the latter.
The additional tube is indicated by 100 and the anode of this tube is coupled to the control grid of tube 43, via a capacitor 101. The anodes of tubes 100 and 43 are coupled to each other by the in - via relay R, which causes a certain degree of counter-reaction and makes it possible to counter-square operating irregularities.
For direct current, this feedback results from the presence of capacitor 101 as was the case for the assembly of FIG. 12, due to the presence of the capacitor 49.
The regulating transformer is not shown in fig.
13, figure whose points I and II correspond to points I and II of FIG. 12.
In another embodiment of the assembly shown in fig 1, the output voltage deviation detector is a magnetic bridge and the amplifier 9 is a magnetic amplifier instead of a thermion tube amplifier, so that the thermionic tubes are deleted.
In yet another embodiment, the amplifier is omitted and a carbon regulator is used for the intensity of the direct current in the winding 23 of the saturable choke coil. Such a current circuit is shown in FIG. 14.
This current circuit offers the advantage that it does not include a thermionic tube. A supply transformer 120, supplied by the output terminals 6, 7, comprises a secondary winding 121, which supplies the current for the winding 23 of the choke coil, which current is rectified by a dry rectifier 122, and of which intensity is adjusted
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through the carbon element 123. Another secondary winding 125 supplies current for the tuning winding 126 of the carbon regulator, through another dry rectifier 125.