Brevet FR2074596A1 — publié le 19711008

/™ 70 00551 2074596 La présente invention concerne un générateur à haute tension continue réglable, plus particulièrement destiné au règlar-ge à distance d'une tension qui devra être portée à un potentiel élevé comme par exemple une tension de polarisation sur une ten— ^ sion cathodique de canon à électrons. On connait les difficultés de réglage d'un potentiel élevé, de l'ordre par exemple de 75.000 volts. Il nécessite des commandes isolées qui rendent difficile la commande mécanique à distance d'un potentiomètre porté à la haute tension, et 'qui ne per-10 mettent pas une bonne précision de la tension réglée à cause des jeux. De même, si l'on utilise des commandes par servo-moteur, il faut des dispositifs auxiliaires complexes pour obtenir -un asseiv-vissement précis de la position mécanique du servo-moteur* L'invention qui remédie à ces inconvénients permet un rè-15 glage par des appareils à basse tension et par des moyens totalement statiques. Selon l'invention, le générateur comporte une source de tension alternative, un transformateur à deux enroulements secondaires, le primaire étant lié à la source de tension alternative 20 Par l'intermédiaire d'un modulateur à gain variable, le premier secondaire étant lié par l'intermédiaire d'un premier redresseur et d'un premier filtre à une première charge aux bornes de laquelle est recueillie la tension d'utilisation, le deuxième secondaire étant lié par l'intermédiaire d'un deuxième redresseur et d'un deuxième 25 filtre à une deuxième charge, les valeurs caractéristiquesde l'un des enroulements secondaires, de la charge, du redresseur et du filtre associés étant strictement homothétiques respectivement avec l'autre enroulement secondaire et la charge, le redresseur et le filtre correspondants, une boucle de contre-réaction entre la deuxième charge 30 et le modulateur à gain variable. Selon une autre forme de l'invention destinée au réglage à distance d'une tension qui devra être portée à un potentiel élevé, la première charge est disposée en série dans un circuit à haute tension continue. L'invention va maintenant être décrite avec plus de dé— 35 tails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté par les dessins. Dans ce mode de réalisation l'invention est utilisée pour superposer à une haute tension continue une tension auxiliaire continue réglable à distance. 40 La fig. 1 est un schéma de principe général d'une telle 70 00551 2 2074596 disposition utilisée pour le réglage d'une tension de polarisation sur une tension cathodique de canon à électrons» la figi 2 est un schéma d'un, tel dispositif réalisé selon l'invention# 5 En se référant à la figi 1, le générateur principal à très haute tension 1, par exemple à 75«000 volts, alimente une charge constituée par la cathode d'un canon à électrons» Une deuxième charge 3 constituée par la grille de polarisation esb alimentée par le générateur auxiliaire réglable 2 dont la tension est mise en se— 10 rie avec celle du générateur principal 1. La tension du générateur auxiliaire 2, ainsi que les câbles de liaison, sont donc portés au potentiel élevé du générateur principal 1. En se référant maintenant à la fig. 2, le générateur principal à haute tension 1 alimente directement la charge 4 et porte 15 également à ce potentiel élevé la deuxième charge 3» La description qui suit donne le détail du générateur auxiliaire réglable qui avait été représenté globalement en 2 sur la fig.1 et qui est intercalé entre le générâteur principal 1 et la charge 3» Un oscillateur 5 produit une tension sinusoïdale de fré-20 quence et d'amplitude stables, qui est modulée par un organe à gain variable 26 en fonction de la tension d'une boucle de contre réaction qui sera décrite plus loin» La tension modulée est amplifiée par 1'amplificateur 10 et appliquée sur l'enroulement primaire 11 d'un transformateur 25 à trois enroulements, dont deux enroulements 25 secondaires identiques 12 et 13» Le secondaire 12 est porté au potentiel de la haute tension par le générateur 1 qui s'y trouve placé en séries La tension alternative secondaire issue de 12 est redressée et filtrée par le redresseur et le filtre 14 et 16, et appliquée à la charge 18. La 30 tension continue apparaissant en 18 est mise en série avec celle délivrée par le générateur 1 et leur somme est appliquée sur la charge 3« Le secondaire 13 est au niveau du potentiel de la massé? La tension alternative issue de 13 est redressée et filtrée par le 35 redresseur et le filtre 15 et 17, et appliquée à la charge 19. Une partie de la tension continue apparaissant en 19 est utilisée comme élément de mesure et est comparée à une tension de consigne engendrée par le générateur 23 et réglée par le potentiomètre 22. Les résistances 20 et 21 font la somme de la tension de contre-réaction 40 prélevée en 19 et de la tension de consigne prélevée en 22. L'ampli 70 00551 3 2074596 ficateur intégrateur 24 réalise l'amplification de l'erreur entre tension mesurée et tension de consigne, l'intègre, et commande l'organe modulateur à gain variable 26» De même que les deux secondaires 12 et 13 du transforma-5 teur sont identiques, les deux redresseurs 14 et 15» les deux filtres 16 et 17, les deux charges 18 et 19, sont strictement identiques deux à deux» La tansion apparaissant aux bornes 19 est donc constamment identique à celle apparaissant aux bornes de la charge 18, aussi bien en valeur instantanée que dans ses variations# 10 L'organe modulateur à gain variable 26 est ici constitué par deux ponts diviseurs dynamiques» Le premier pont est réalisé par une résistance 6 et un transistor à effet de champ dont la source est à la masse et la grille commandée» Ce transistor à effet de ohamp se comporte comme une conductance variable en fonction de la 15 tension de grille1» Le deuxième pont diviseur dynamique est constitué par la résistance 8 et le transistor à effet de champ 9» La partie à haute tension de l'installation a été représentée encadrée sur la fig» 2, et on voit que tout l'équipement de réglage est réalisé en basse tension. Le réglage de la tension sur* 20perposée en 18 à la tension du générateur 1 est réalisée en agissant sur le potentiomètre 22» La tension fournie far le générateur 23 pouvant être de l'ordre de 6 volts, le potentiomètre 22 peut avoir une très grande sensibilité et peut être disposé sur le pupitre de commande de l'appareil, sans précaution particulière d'i-25solation ni de distance» Le dispositif ainsi réalisé selon l'invention permet d'obtenir une très grande stabilité de la tension continue recueillie aux bornes de la charge 18 et une très bonne précision puisque le système est bouclé en contre—réaction et qu'une comparaison est 30faite entre une tension identique à celle qui sera utilisée et une tension de consigne qui peut être réalisée avec beaucoup de précision» La source 23 peut être, par exemple, une tension de référence à diode Zener à très grande stabilité et disposée, si besoin, dans iina enceinte isothermique pour la mettre à l'abri de dérives ther-35miques» Bien entendu le champ de l'invention n'est pas limité au seul mode de réalisation décrit à titre d'exemple, mais couvre également d'autres modes de réalisation qui n'en différeraient que par des détails» 40 C'est ainsi que les enroulements secondaires du trans 70 00551 4 2074596 formateur *t les redresseurs,filtres et charges qui leur sont respectivement associés» pourraient ne pas être identiques deux à deux mais homothétiques deux à deux dans un rapport constant. De même, les organes fonctionnels peuvent être choisis différemment. Ainsi le pont diviseur dynamique pourrait être constitué de façon également connue par une résistance et un tube triode à la place du transistor à effet de champ, ^amplificateur 10 pourrait être aussi à gain variable et contrôlé, par une tension ou un courant de contre-réaction et dans ce cas le modulateur à gain variable et l'amplifi-» cateur seraient ainsi rassemblés dans un seul élément fonctionnel* Enfin» un tel dispositif pourrait également être utilisé pour constituer un simple générateur de haute tension continue régulée. Dans ce cas, le générateur principal 1 ainsi que les charges 3 et 4 figurant sur le schéma de la figé 2 seraient supprimés, et on pourrait recueillir aux bornes de la charge 18 la tension d'utilisation continue réglable et stabilisée* 70 00551 5 2074596 BKVE1TOT.CÀTI011B 1 « - Générateur à haute tension continue réglable caractérisé par le fait qu'il comporte une source de tension alternative un transformateur à deux enroulements secondaires, le primaire étant lié à la source de tension alternative par l'intermédiaire 5 d'un modulateur à gain variable, le premier secondaire étant lié par l'intermédiaire d*un premier redresseur et d'un premier filtre à une première charge aux bornes de laquelle est recueillie la tension d'utilisation, le deuxième secondaire étant lié par l'intermédiaire d'un deuxième redresseur et d'un deuxième filtre à une deuxième 10 charge, les valeurs caractéristiques de l'un des enroulements secondaires, de la charge, du redresseur et du filtre associés,étant strictement homothétiques respectivement avec l'autre enroulement secondaire, la charge, le redresseur et le filtre correspondants, une boucle de contre réaction entre la deuxième charge et le modu-15 lateur à gain variable» 2. - Générateur selon revendication 1, caractérisé par le fait que la première charge est disposée en série dans un circuit à haute tension continue. 3. — Générateur selon revendication 2, caractérisé par 20 le fait qu'il comporte un générateur de tension continue de référence réglable, et par le fait que la boucle de contre—réaction comporte un dispositif intégrateur d'erreur lié à son entrée à la deuxième charge et au générateur de tension de référence, et lié à sa sortie au modulateur à gain variable. 25 4. - Générateur selon revendication 3» caractérisé par le fait que le dispositif intégrateur d'erreur est un amplificateur intégrateur. 5. - Générateur selon revendication 4, caractérisé par le fait que le modulateur à gain variable est constitué par deux 30 ponts diviseurs dynamiques.