Brevet FR2028901A1 — publié le 19701016

i 2028901 L'invention concerne un élément inverseur logique à, thyris-tor qui utilise une tension d'alimentation s'abaissant périodiquement à zéro® Les éléments inverseurs logiques à thyristor de ce genre qui sont actuellement connus ne conviennent pas 5 montages en cascade c'est-à-dire à la formation de chaînes d'éléments de ce genre. Cela est dû au fait que la tension mentionnée s'élève en partant de zéro en un laps de temps qui n'est pas négligeable ; par suite de ce temps, le thyristor considéré réagit avee retard, ce qui fait qu'à la sortie de l'élément qui 10 contient ce thyristor il apparaît une impulsion indésirable de tension parasite» Par suite, il peut se produire une fausse réaction du thyristor branché en cascade dans l'élément suivant « L'élément inverseur logique à thyristor selon l'invention ne présente pas cet inconvénient et permet jun montage en cascade 15 de ces éléments# L'idée fondamentale de l'invention est qu'à l'entrée d'un élément de ce genre est relié en série un élément à retard qui contient un condensateur. On obtient ainsi les avantages suivants : 1) de l'énergie est emmagasinée.dans le condensateur et cette 20 énergie maintient au-dessus du seuil de manoeuvre le courant qui passe à travers l'électrode de commande du thyristor j par suite, le transistor réagit immédiatement au début de chaque période de la tension d'alimentation ; ainsi, il ne peut pas se produire d'impulsions parasites de tension avec toutes leurs 25 conséquences indésirables } 2) simultanément, le condensateur assure une protection contre une réaction indésirable des thyristors des deux éléments logiques reliés, réaction qui pourrait se produire s'il se produisait par hasard des impulsions abruptes de surtension dans 30 le circuit de la tension d'alimentation ; par suite, les éléments inverseurs logiques à thyristor selon l'invention sont beaucoup moins sensibles aux influences parasites que des élé-ments similaires connus. L'élément inverseur logique à thyristor selon l'invention 35 utilise la combinaison moins usuelle de la résistance d'entrée et du thyristor commandé, à laquelle la borne de sortie est reliée entre la résistance d'entrée et le thyristor commandé, 70 02287 2028901 "tandis que la "borne d'entrée est reliée par un parcours de transmission à la borne de commande du thyristor commandé» La nature de l'invention repose sur le fait que d'une part dans ce parcours de transmission est "branché en série un élément de 5 mémoire en deux parties et que d'autre part, dans le parcours de transition est reliée en série, dans la direction qui va de Ta borne d'alimentation à la jonction avec la borne de sortie, line valve à une seule voie qui est conductrice dans le même sens que le thyristor, la première partie de l'élément de mémoi-10 re étant formé par un circuit résistanee-capacitance constitué par une résistance supplémentaire et un condensateur relié en série à celle-ci, tandis que la deuxième partie de cet élément de mémoire est formée par la résistance principale, ces résistan-ces étant reliées en série dans le parcours de transmission 15 entre la borne d'entrée et la borne de commande, le condensateur étant branché par une armature à la jonction entre les deux résistances. Par suite, il devient précisément possible de relier en cascade les éléments inverseurs logiques à thyristor ainsi conçus. 20 Selon un autre mode d*exécution de l'invention, la résis tance principale est pontée par un condensateur de pontage. Un autre perfectionnement, qui permet notamment de former un élément inverseur ramifié à thyristor, réside dans le fait qu'entre les deux parties de la mémoire en deux parties est branchée une 25 diode. Les effets et avantages techniques de ces perfectionnements sont indiqués ci-après dans la description des exemples d'exécution. Ces exemples sont représentés partiellement sous forme de schéma simplifié par les dessins annexés sur lesquels : 30 - la figure 1 montre une chaîne de trois éléments I, II, III formée de trois éléments inverseurs logiques à thyristor conformes à l'invention et semblables entre eux, que l'on décrira en détail à propos de l'élément II } - la figure 2 montre un perfectionnement de la deuxième 35 partie de l'élément de mémoire ; - la figure 3 montre un perfectionnement concernant les deux parties de l'élément de mémoire ; 70 02287 3 2028901 - la figure 4 montre un élément inverseur logique à thyristor de type ramifié comportant des "blocs de manoeuvre simples éventuellement interposés ; - la figure 5 montre un schéma plus compliqué comportant 5 trois bornes de sortie de fonction ; - la figure 6 montre un exemple de mémoire formée par une chaîne dont les différentes parties sont constituées par des éléments inverseurs logiques à thyristor selon l'invention de différentes exécutions. 10 Dans tous les exemples représentés, le thyristor 20 équipé d'une borne de commande 201 est relié, par l'intermédiaire de la borne d'alimentation 21 et des charges 22, à la tension d'alimentation U qui s'abaisse périodiquement à zéro. La borne de sortie considérée 24 est reliée à la jonction 25 entre le thyris-15 tor 20 et la charge 22. La borne d'entrée 311 est reliée par l'intermédiaire d'un organe à retard 30 à laborne de commande 201 du thyristor 20. Selon l'invention, on a pris les mesures suivantes. Avant tout, l'organe de mémoire 30 est divisé en deux-parties 310 et 320. La première partie 310 est formée par un 20 circuit résistance-capacitanee constitué•par une résistance supplémentaire 312 et tin condensateur 313* La deuxième partie 320 présente une résistance principale 321 qui - comme le montre la figure 2 - est pontée par un condensateur de pontage 322. En outre, entre le thyristor 20 et la résistance d'entrée 22 est re-25 liée en série une valve à une seule voie 23 dont le rôle et le fonctionnement seront expliqués plus loin» Pour décrire le fonctionnement, on part de ce principe que le thyristor 20' de l'élément précédent I est coupé - non conducteur - de sorte que la tension d'alimentation U qui est 30 amenée à la borne d'alimentation 21' de l'élément I par la borne de sortie 24' de cet élément I arrive à la borne d'entrée 311 de l'élément suivant II. Le condensateur 313 est chargé rapide- y ment par cette tension, par l'intermédiaire d'une résistance supplémentaire 312 relativement faible, la résistance principale 35 321 étant en effet notablement plus grande que la résistance supplémentaire 312. Etant donné que la valve à une seule voie 23' et le thyristor coupé 20' de l'élément précédent I empêchent 70 02287 4 2028901 une décharge indésirable du condensateur 313 de l'élément II, im courant est entretenu par la borne de commande 201 et l'électrode de commande du thyristor 20 par suite de la charge du condensateur 313» Ainsi, on obtient l'effet technique apprécia-5 ble déjà mentionné dans le préambule, à savoir que le thyristor 20 réagit dès le début de chaque période de la tension d'alimentation U# En ce qui concerne l'élément suivant III muni du thyristor 20" il y a lieu de considérer ce qui suit : étant donné que - comme on vient de le dire - le thyristor 20 de l'élément 10 II réagit sûrement au cours de chaque demi-période, il ne peut pas apparaître à la borne d'entrée 3^1" une.tension suffisante pour faire réagir le thyristor 20" de l'élément III# Par suite, il est assuré que la négation logique s'effectue correctement dans chaque chaînon de la chaîne mentionnée. 15 Selon un autre perfectionnement de l'invention - comme le montre la figure 2 - la résistance principale 321 est pontée par un condensateur de pontage 322 qui accélère la réaction du thyristor 20 dans des conditions de transition c'est-à-dire au passage d'un état logique à l'autre# Pour être complet, on décri-20 ra encore la situation qui se produit lorsque la tension d'alimentation U est appliquée à la borne d'entrée 311' du premier élément I# Sous l'action de cette tension d'alimentation U, le thyristor 20* de cet élément I réagit, ce qui fait que la borne d'entrée 311 de l'élément suivant II est court-circuitée et que 25 par suite le thyristor 20 de l'élément II ne réagit pas dans les périodes suivantes et reste continuellement fermé# Avec application de l'idée fondamentale de l'invention, on peut obtenir différentes variantes de l'élément inverseur logique à thyristor du type fondamental qui a été décrit# Ainsi 30 par exemple, la figure 4 montre une exécution comportant une deuxième partie 320 et trois première parties 310a, 310b et 310c qui sont reliées à la deuxième partie par 1'intermédiaire de diodes séparatrices individuelles 35a» 35b, 35c et d'une jonction commune 36# les triodes séparatrices mentionnées qui 35 sont conductrices en direction de la jonction 36 empêchent des couplages mutuels indésirables entre les différentes premières parties 310a, 310b et 310c. BAD ORIGINAL 70 02287 5 2028901 A leurs bornes d'entrée 311a, 311b, 311c peuvent être reliées les tensions d'alimentation considérées U ou - comme on l*a représenté - les blocs de manoeuvre 40a, 40b, 40c» Chacun de ceux-ci, par exemple le bloc de manoeuvre 40a, possède sa 5 borne d'alimentation 4ia à laquelle est reliée la tension d'alimentation U» Cette borne d'alimentation 41a est reliée à la jonction 46a par l'intermédiaire d'une résistance d'entrée 42a et d'une valve à une seule voie 43a et cette jonction 46a est reliée à la borne d'entrée 311a du premier organe 310a» A la jonction 10 46a est en outre reliée, par l'intermédiaire -d'une diode d'entrée 45, la borne d'entrée 44a» Comme le montre la figure 5» ©n peut aussi utiliser un bloc plus compliqué 403 comportant trois bornes d'entrée 441, 442 et 443 qui sont reliées individuellement, par des diodes 15 d'entrée-451, 452 et 453» à une jonction commune 463» L'élément inverseur logique à thyristor selon l'invention présente de larges possibilités d'application» Il permet par exemple de former des circuits de mémoire dont un exemple est représenté par la figure 6» Sa première partie est essentielle-20 ment semblable au mode d'exécution représenté par la figure 4» La seule différence réside dans l'application de deux blocs de manoeuvre seulement dont le premier 403a (voir figure 5) possède trois bornes d'entrée 441a, 442a, 443a tandis que le deuxième bloc de manoeuvre 402b ne possède que deux bornes d*entrée 441b 25 et 442b» Cette première partie est reliée par sa borne de sor^ tie 24 à une autre partie qui est entièrement semblable à la partie III de la figure 1» Sa borne de sortie 24" qui constitue en même temps une borne de sortie de toute la chaîne est reliée dans cet exemple par un conducteur de réaction 50 à la borne 30 d'entrée 441a du premier bloc 403a dont la troisième borne d'entrée 443a est reliée, avec la première borne d'entrée 441b du deuxième bloc de manoeuvre 402, à une borne d'entrée commune 444» Outre le fait que les éléments inverseurs logiques à thyristor selon l'invention permettent un montage en cascade, ils of-35 frent encore une série d'autres avantages» Surtout, ils permettent un plus grand nombre d'entrées et une ramification de la sortie de chaque élément en nombreuses branches» La tension BAD ORIGINAL 70 02287 2028901 d'alimentation peut être relativement élevée (par exemple 110 V) ce qui fait que le signal se distingue notablement de signaux parasites. La sûreté de l'élément inverseur à thyristor selon l'invention n'est pas compromise même en cas de grandes varia-5 tions de la tension d'alimentation (par exemple de +20 à -50 V) de sorte qu'il est possible d'assurer une alimentation directe par le réseau (par l'intermédiaire d'un transformateur approprié) sans stabilisateurs spéciaux* Le niveau élevé de tension des signaux permet aussi une coopération sûre avec des circuits de 10 contact reliés directement à des bornes d'entrée et de fonction et en outre, ce niveau élevé de tension permet un branchement avantageux sur des interrupteurs de puissance de sortie (par exemple des interrupteurs à thyristor). Un autre avantage n'est pas à négliger, à savoir que chaque élément inverseur logique à 15 thyristor selon l'invention forme lui-mtme à nouveau le signal de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser des éléments conforaateurs spéciaux. BAD ORIGINAL 70 02287 7 2028901 KEVSKDICAIIOKS 1) Elément inverseur logique à thyristor à la borne d'alimentation duquel est reliée directement une tension d'alimentation qui s*abaisse périodiquement à zéro, une combinaison en 5 série formée par une charge et un thyristor étant branchée entre la borne d'alimentation et le point de mise à la terre, la borne de sortie étant reliée à cette combinaison, entre la charge et le thyristor tandis que la borne d'entrée est reliée à la borne de commande du thyristor par un parcours de transmission, 10 élément caractérisé par le fait que d'une part dans ce parcours de transmission est bïanché en série un élément de mémoire en deux parties, que d'autre part dans le parcours de transmission est reliée en série, dans la direction qui va de la borne d'alimentation à la jonction avec la borne de sortie, une valve a une 15 seule voie qui est conductrice dans le même sens que le thyristor, la première partie de l'élément de mémoire étant formée par un circuit résistance-capacitance constitué par une résistance supplémentaire et un condensateur relié en série à celui-ci, tandis que la deuxième partie de cet élément de mémoire est 20 formée par une résistance principale, les deux résistances étant reliées en série dans le parcours de transmission entre la borne d'entrée et la borne de commande, le condensateur mentionné étant relié par une armature à la jonction entre les deux résistances* 25 2) Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la résistance principale est pontée par un condensateur de p ont âge o 3) Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'entre la première partie et la deuxième partie d'un élé- 30 ment de mémoire en deux parties est branchée une diode séparatrice. 4) Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient une série de premières parties et Tin nombre égal de diodes séparatrices qui sont reliées dans le sens de 35 conductivité à des connexions en parallèle des premières parties et de la deuxième partie commune* 5) Elément selon la revendication 4, caractérisé par le BAD ORIGINAL 70 02287 8 2028901 fait qu'à la borne d,entrée de la première partie au moins est relié un "bloc de manoeuvre et qu'à la jonction de celui-ci qui est reliée à la borne d'entrée de la première partie sont reliées d'âme part la source de la tension d'alimentation par 5 l'intermédiaire d'une résistance d'entrée et d'une valve à une seule voie, d'autre part au moins une borne de travail d'entrée par l'intermédiaire d'une diode d'entrée. 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