Brevet FR2081124A1 — publié le 19711203

la présente invention est relative aux alimentations fonctionnant sur une charge très variable et plus-particulière- ment aux alimentations pour pompes ioniques s'amorçant à pression élevée. Ces pompes permettent de réaliser des vides très poussés, meilleurs que 10-15 Torr, en partant d'une pression d'amorçage élevée, par exemple 0,1 Torr. Mais il en résulte une charge très variable pour leur alimentation en tension continue. La onsommation de la pompe peut être, par exemple, de 2 Ampères sous 500 volts à l'amorçage pour aboutir en fin de pompage à 10-6 Ampère sous 5000 volts. Il est connu d'effectuer cette al,rnentation à partir du réseau électrique alternatif en utilisant essentiellement une cellule de redressement précédée d'un transformateur à fuites ,agnétiques. riais cette solution conduit à une réalisation lourde et conteuse puisqu'elle doit entre prévue pour délivrer de forts courants et supporter de hautes tensions alors que ces deux besoins ne se manifestent pas simultanément. ire but de l'invention est d'éviter qes inconvénients. Selon l'invention, le dispositif d'alimentation délivrant un courant redressé dans une charge variable à partir d'un réseau de distribution électrique à courant alternatif et comportant un premier et un second élément d'alimentation ayant chacun une entrée et une sortie est caractérisé en ce que ledit premier élément est déterminé pour fournir un courant plus important et sous une tension plus basse que ledit deuxième élément, les entrées desdits premier et second éléments étant connectées n parallèle audit réseau et ladite sortie dudit premier élément étant connectée en parallèle à ladite sortie dudit second élément à travers une valve. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparattront à l'aide de la description et des dessins joints sur lesquels - la figure 1 est un schéma d'un exemple d'alimentation selon l'invention. La figure 2 est un diagramme explicatif. Sur la figure 1, les bornes de raccordement au-réseau de distribution électrique en courant alternatii, I et 2, sont connectées en parallèle d'une part, à travers l'aubo-inductance 7, aux extrémités respectives 3 et 4 de l'enroulement primaire 5 du transformateur 6, et d'autre part aux extrémités respectives de l'enroulement 8 et 9 de l'enroulement primaire 10-du transformateur 11, à travers l'auto-inductance -12. Les enroulements secondaires 13 et 14 des transformateurs respectifs 6 et il alimentent deux sommets opposés des cellules de redressement en pont correspondantès 15 et.16. Le sommet 17 de la cellule 15 est connecté au sommet 18 de la cellule 16 et à une des bornes de sortie 19. L'autre borne de sortie 20 est reliée au sommet 21 de la cellule 16 et, à travers une diode 22, au sommet 23 de la cellule 15. Dans ce qui suit, il sera désigné par B, l1éléent d'alimentation comprenant l'aubo-inductance 7, le transformateur 6 et la cellule 15, et par H l'élément d'alimentation comprenant les éléments correspondants 12, 11 et 16, ce dernier étant prévu pour délivrer un courant beaucoup plus faible mais sous une tension beaucoup plus élevée que l'élément B. Le fonctionneeent de cette alimentation sera mieux compris à l'aide des diagrn3-lm,es suivants Sur la figure 2 sont représentées, en fonction du-temps t, l'amplitude Â des tensions suivantes : en 30, celle du réseau de distribution électrique, en 31 la tension redressée délivrée par l'élément B, en 32 celle délivrée par l'élément H, en 33 la tension résultante apparaissant aux bornes de sortie 19 et 20 de l'alimentation. Les courbes ont été établies en supposant qu'une charge de faible impédance est branchée entre les-bornes de sortie 19 et 20 de l'alimentation, c'est-à-dire dans le cas où cette charge est constituée par une pompe ionique en période d'amorçage. Dans ces conditions l'élément B délivre sa puissance maximale, sous basse tension. Son impédance interne est relativement faible, l'auto-inductance 7, de très laible valeur, a pour but essentiel de limiter la pointe de courant instantanée au début de llamorçage, elle peut entre remplacée par une légère auto-inductance de fuite du transformateur 6. Pendant l'amorçage, la tension 3t délivrée par l'alimenta- tion B n'est que peu déphasée par rapport à la tension d'alimentation 30, par exemple de 25' comme représentée sur la figure 2. Par contre, l'élément d'alimentation R est prévu pour fournir un faible courant sous une force électromotrice élevée, il présente une grande impédance interne, l'auto-inductance 12 a uno valeur élevée. Pendant l'amorçage de la pompe, l'impédance de charge qu'elle présente est pour elle un quasi court circuit La tension qui s'établit aux bornes de cette charge due à cet élément R et représentée par la courbe 32, est alors presque en quadrature, soit en déphasage d'environ 80 sur la figure. Ia diode 22 évite que le courant délivré par cet élément H ne puisse être transmis à l'élément B, mais la puissance ainsi transmis à la charge par eet élément est néanmoins faible. gUe est toutefois suffisante pour éviter le désamorçage de la poepe et des instabilités de fonctionnement. L'effet est visible sur la courbe 33, représentant la tension résultant aux bornes de la charge, dont la valeur minimale S n'est pas nulle à cause du déphasage de 80 - 25 = 55 existant entre les deux tensions composantes 31 et 32. En régime de pompage normal, la pompe ionique présente une impédance de charge élevée, l'élément H dispense seul l'énergie nécessaire, sous une tension élevée très supérieure à celle déli vide, méme à vide, par l'élément B quiet isolé de la charge et de l'élément H par la diode 22. Ainsi l'élément B fournit le fort courant nécessaire à l'amorçage sans avoir à supporter les tensions élevées nécessitées par le pompage normal, seule la diode 22 doit pouvoir supporter ces tensions. L'élément H fournit la haute tension nécessaire au pompage mais ses composants sont prévus exclusivement pour de faibles courants. De plus, le déphasage existant, à l'amorçage, entre les deux tensions délivrées permet d'éviter le filtrage que nécessite une alimentation unique pour éviter les désamorçages indésirables de la pompe lorsque la tension redressée passe par une valeur nulle. IL est ainsi économisé un condensateur de filtrage qui devrait être de forte capacité, étant donné le courant important débité à ce moment là par l'alimentation. Par contre, en phase de pompage- normal, où seul l'élément li débite gels capacités résiduelles du montage et de la pompe permettent d'éviter les désamorçages éventuels, en réalisant un filtrage suffisant. Il résulte clairement de ce qui précède que l'alimantation selon l'invention présente de grands avantages par rapport aux alimentations connues en ce qui concerne notamment le poids et le coût de la réalisation, sur lesquels une économie de l'ordre de 50% peut être atteinte, tout en obtenant de bonnes performances, en particulier~la stabilité de fonctionnement des organes alimentés. il est évident qu'îrn tel dispositif peut être avantageusement utilisé pour alimenter des organes présentant, au cours de leur utilisation, une charge très variable, en particulier une grande énergie sous faible tension et une faible énergie sous tension élevée. REVENDICA2IONS 1. Dispositif d'alimentation délivrant un courant redressé dans une charge variable à partir d'un réseau de distribution électrique à courant alternatif et comportant un premier et un second élément d'alimentation ayant chacun une entrée et une sortie, caractérisé en ce que ledit premier élément est déterminé pour fournir un courant plus important et sous une tension plus basse que ledit deuxième élément, les entrées desdits premier et second éléments étant connectées en parallèle audit réseau et ladite sortie dudit premier élément étant connectée en paral lèle à ladite sortie dudit second élément à travers une valve. 2. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit second élément a une impédance interne d'un ordre de grandeur très supérieur à l'impédance minimale de ladite charge variable. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite charge variable est une pompe ionique.