Brevet FR2085193A1 — publié le 19711224

^ 2085193 • La présente invention concerne un générateur de tension'-continué' élevée et plus particulièrement l'alimentation par transformateur d'un multiplicateur de tension du type COCKROFT-WALTON. Il est connu d'obtenir des tensions continues très élevées grâce à un multi-5 plicateur comportant deux colonnes d'alimentation de condensateurs alimentant par l'intermédiaire de redresseurs une colonne de débit dans laquelle les tensions s'additionnent au fur et à mesure que l'on s'élève dans la colonne. La tension est d'autant plus grande que le nombre des étages est élevé. Les bases des. deux colonnes sont alimentées par les extrémités du secondaire d'un transformateur élé-^ vateur de tension, le point milieu de ce secondaire étant.relié à la base de la colonne de débit. Au primaire de ce transformateur on dispose d'une tension la plus élevée possible obtenue par exemple à l'aide d'un générateur de tension alternative élevée de haute fréquence Quand le multiplicateur de tensio.n alimente un canon à électrons suivi d'un ^ accélérateur comme dans le cas d'un microscope électronique la tension continue fournie doit avoir une grande précision et ne doit comporter qu'un minimum de composante alternative. Les transformateurs utilisés jusqu'à présent comportent une dissymétrie des inductances de fuite et des capacités parasites. Elles ne sont jamais égales dans 20 les deux enroulements ce qui renforce les ondulations résiduelles à la fréquence de travail. On sait en effet que cette fréquence est toujours présente à la sortie du générateur COCKROFT-WALTON. Le générateur suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet, il est possible de réduire les ondulations résiduelles par une 25 symétrisation des éléments du transformateur et l'emploi de circuits résonnants accordés sur la fréquence de travail. •' Le générateur de l'invention comporte une source de courant alternatif et un multiplicateur de type COCKROFT-WALTON constitué d'une colonne de condensateurs dite de débit alimentée symétriquement à .partir de deux, colonnes de condensateurs dites d'alimentation, les bases de ces deux colonnes d'alimentation étant alimentées par le secondaire d'un transformateur dont lé primaire est "alimenté par ladite source de courant alternatif, une prise médiane de ce secondaire étant connectée à la base de ladite colonne centrale. Il est caractérisé par le fait que chacune des bases des deux colonnes d'alimentation est reliée à la masse par un condensa-teur réglable et qu'une inductance est connectée entre ces bases. Un exemple de mise en oeuvre de la présente invention donné à titre purement illustratif et nullement limitatif va être décrit en référence à la figure unique qui représente schérnatiquement un montage push-pull, un transformateur élévateur de tension et un multiplicateur de tension. ' On voit sur la figure un générateur basse fréquence de 10 KHz par exemple 70 01609 2 2085193 constitué de deux tubes triodes 1 et 2 montés én push-pull dont les grilles 3 et 4 sont attaquées par des tensions en oppositon de phase. Les tubes fonctionnent en classe B. Sur les enroulements du primaire 5 à point milieu d'un transformateur 6 au couplage très serré apparaissent des courants provenant des pla-5 ques des tubes 1 et 2. Chacun de ces courants forme une demi-sinusoïde. Sur le secondaire 7 symétrique du transformateur 6 apparaît alors une sinusoïde produite . . par la combinaison de deux alternances. Cette symétrisation des deux alternances et particulièrement avantageuse pour réduire le taux d'ondulation résiduelle. Le générateur peut produire 10 kw. de puissance et une tension maximale entre 10 les deux crêtes de 16 kv. Le transformateur élève la tension jusqu'à 175 kv. Comme le primaire 9 de ce transformateur 8 est symétrique le même courant sinusoïdal traverse la totalité du primaire puisque tous ses enroulements sont parcourus par le même flux. Un écran électrostatique relié à la masse évite les couplages capacitifs 15 entre les deux enroulements. Le secondaire 10 du transformateur élévateur 8 est connecté par ses extrémités aux bases des deux colonnes d'alimentation 11 et 12 d'un multiplicateur de tension COCKROFT-WALTON 13. L'énergie réactive produite par les capacités parasites du transformateur 8 est compensée par l'énergie réactive absorbée par une inductance 20 d'accord 17 branchée aux bornes du secondaire 10. Un bobinage réglable 14 branché sur des bornes intermédiaires du secondaire 10 est muni d'un curseur 15 relié à la base 16 de la colonne de débit du multiplicateur 13. Un déplacement adéquat du curseur 15 et du bobinage 14 permet d'obtenir une réduction du taux d'ondulation à 10 kHz. D'autre part, deux compensateurs capacitifs 18 et 19 réglables permettant 25 d'obtenir la symétrie des capacités parasites par rapport à la masse du secondaire 10 du transformateur 8 et de celles ramenées aux bornes d'entrée 11 ";et 12 du multiplicateur 13. En outre, ces compensateurs permettent de parfaire l'accord de l'inductance 17. La sortie du transformateur 10 est ainsi rendue parfaitement symétrique en amplitude 30 et en phase, ce qui permet de réduire au minimum la part de 1'ondulation 'résiduelle à la fréquence d'alimentation. L'inductance d'accord 17 peut être de deux Henrys. Les compensateurs capacitifs 18 et 19 sont de l'ordre de 5 Picofarads. Il est bien entendu que l'accord réel du circuit résonant est obtenu par l'appoint des capacités parasites provenant de 35 l'inductance du secondaire 10, de l'inductance d'accord 17 et des circuits de liaisons avec le multiplicateur. Le curseur 15 reçoit d'un amplificateur de régulation 20 une tension de contre-réaction pouvant s'élever jusqu'à 40 kv. Cette tension de contre-réaction est élaborée à partir des variations de la très haute tension fournie par le multiplies-" 40 teur de tension 13. Les variations obtenues ne dépassent pas 5 millionièmes de COPY 70 01609 s 2085193 la très haute tension qui peut être de 3 millions de volts. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention dans une situation technique particulière, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir c du cadre de celle-ci, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. Le générateur objet de l'invention, peut être utilisé dans tous"les cas où une tension élevée et stable doit être assurée avec une grande précision. Les applications particulièrement intéressantes peuvent être l'accélération 10 d'electrons dans un microscope électronique. 15 20 25 30. 35 40 70 01609 4 2085193 REVENDICATIONS 1/- Générateur de tension continue élevée comportant une source de courant alternatif et un multiplicateur de type COCKROFT-WALTON constitué d'une colonne de condensateur dite de débit alimentée symétriquement à partir de deux colonnes de 5 condensateurs dites d'alimentation, les bases de ces deux colonnes d'alimentation étant connectées entre elles par une inductance et étant alimentées par le secondaire d'un transformateur principal dont le primaire est alimenté à partir de ladite source de courant alternatif, une prise médiane de ce secondaire étant connectée à la base de ladite-colonne.centrale, caractérisé par le fait que cha-10 cune des bases des deux colonnes d'alimentation est reliée à la masse par un condensateur réglable. 2/- Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le primaire de ce transformateur principal est alimenté symétriquement par le secondaire è point milieu à la masse, d'un transformateur auxiliaire dans le.primaire duquel 15 débite ladite source de courant alternatif. 3/- Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le secondaire dudit transformateur principal comporte une succession d'au moins quatre bornes de sortie aptes à être connectées aux-bornes d'un bébinage de réglage sur lequel est dispôs'ée'une prise'réglable constituant ladite prise médiane. 20 . . 25 30 35 40 BAD ORIGINAL