Brevet FR2237355A1 — publié le 19750207

L'invention concerne un générateur à tube haute-fréquence à auto-excitation comportant un tube générateur à vide poussé, en particulier pour grande puissance, dans le circuit d'anode duquel est prévu un circuit antirésonrent qui détermine la fré- quence du générateur et par l'intermédiaire duquel l'énergie haute-fréquence est transmise vers l'extérieur, ainsi qu'un circuit de réaction agissant, à partir de ce circuit antirésonnant sur le circuitde la grille de commande du tube générateur. Dans les générateurs connus de ce type, le réglage de la puissance haute-fréquence s'effectue par une régulation de la tension d'anode du-tube-générateur, tension qui est en général produite--par l'intermédiaire d'un transformateur-secteur suivi d'un redresseur0 Dans des cas où il est possible de renoncer à une régulation continue de la tension d'anode, le transformateur- secteur est avantageusement réalisé sous la forme d'un transformateur à prises.Une régulation continue de la tension d'anode est réalisée la plupart du temps au moyen d'un redresseur commandé par le procédé de découpage à phase variable, Biais la commande par découpage à phase variable entratne une détérioration du facteur de puissance (cosy ), ce qui, en particulier pour les grandes puissances, exige une compensation généralement compliquée de la puissance réactive. Afin d'assurer un réglage continu sans inertie de la puis- sance haute-fréquence, il est en outre connu de prévoir dans le circuit d'anode du tube générateur, un tube régulateur à vide poussé. Mais cette solution est très complexe et, en raison de la puissance élevée dissipée par le tube générateur, elle n'est pas non plus économique. Etant donné que, dans les générateurs à tube haute-fréquence à auto-excitation, la polarisation de grille a lieu la plupart du temps automatiquement par redressement du signal réinåecté sur l'espace grille-cathode du tube-générateur, la Demanderesse -a. également examiné la possibilité de régler la puissance hautefréquence en faisant varier la résistance de fuite de grille. Par suite de la valeur limite de cette résistance, pour laquelle une interruption de l'oscillation a lieu, comme l'a montré la pratique, avec ce type de réglage, la puissance du générateur haute-fréquence ne peut varier, la plupart du temps, que de 20 à 30 % au plus0 La présente invention a pour obaet de créer un générateur à tube haute-fréquence à auto-excitation dont la puissance peut titre réglée, en particulier pour de grandes pulssancess, qui peut fonctionner avec une tension d'anode constante et eut Xtre réglé ou manipulé avec des moyens relativement riluit dans toute la gamme de puissance envisagée, pratiquement sans inertie et qui peut 8trie utilisé de façon particulièrement avantageuse comme source de tension haute-fréquence pour l'alimentation d'1nduc- teurs dans le chauffage par induction de pièces à usinera On atteint ce but au moyen du générateur à tube haute-fréquence selon l'invention, qui est caractérisé par une première source de tension continue, dont la tension négative constante par rapport au potentiel de la cathode est appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance et d'une bobine de choc haute- fréquence, à la grille de commande du tube générateur, par un montage amplificateur fonctionnant en classe 3 à C et destiné à amplifier le signal à réinfecter et par un montage série comprenant l'espace grille-cathode du tube générateur et une seconde source de tension comportant une tension réglable positive par rapport au potentiel de cathode, ledit montage série constituant le circuit de charge du montage amplificateur. Svec cette disposition pour former le signal à réinjecter, il est avantageusement prévu de manière connue en soi, un transformateur de réaction alimenté à partir du circuit antirésonnant. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le montage amplificateur comporte une triode à vide poussé, dont la grille de commande est connectée, par l'intermédiaire d'un ensemble RO, (résistance-capacité) à la sortie du transformateur de réaction0 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de rialisa- tion. Sur ce dessin la figure 1 est une représentation en partie symbolique du schéma de ctblage d'une variante préférée de réalisation du générateur haute-fréquence à tube selon ltinvention, et la figure 2 représente une courbe de la puissance du générateur en fonction de la tension d'une source. Le tube générateur 1- est une triode d'émission qui est reliée à une source de tension d'anode par l'intermédiaire d'une bobine de choc dtanode 2. Un circuit antirésonnant est monté en parallèle avec ltespace anode-cathode du tube générateur par l1intermédiaire d'un condensateur 3, ledit circuit antirêsonnant comprenant le condensateur 4 et l'inductance 5 qui forme de la manière habituelle, l'enroulement primaire d'un transformateur haute-fréquence de sortie 6o Une source. de tension continue 7 à tension constante est branchée par son rôle positif sur la cathode 8 du tube générateur 1, tandis que son pôle négatif est con necté, par l'intermédiaire d'une résistance 9 et d'une bobine de choc haute-fréquenee 10, à la grille de commande 11 du tube 1. Une seconde source de tension continue 12 dont la tension peut varier de O à une valeur maximale est reliée par son pôle negatif à la cathode 8 du tube I. Un condensateur 13 est monté en parallèle avec la source de tension, Cette seconde source de tension continue 12 et l'espace grille-cathode du tube générateur i forzent- un montage série, qui se trouve dans le circuit d'anode d'une triode à vide poussé 14. La grille de commande de la triode 14 est connectée, suivant un montage du type à charge cathodiqueX par l'intermédiaire d'un ensemble RC 15, au secondaire 16 d'un transformateur de réaction 17, dont le primaire 18 est relié au circuit antir..esonnant 4, 5.. le réglage de la puissance de sortie haute-fréquenceN@, dans le générateur à tube haute-fréquence décrit ci-dessus, sreffectue comme suit. -On supposera que, lors. de-l1application de la tension d'anode au tube générateur I, la tension de la seconde source de tension réglable 12 est égale à zéro, tandis que la tension de la première source de tension continue 7 agit comme tension d'anode pour la triode 14-, de sorte que. celle-ci, par l'intermédiaire de la résistance 9, consomme un courant. L'amplitude de la tension de la source de tension continue 7, diminuée de la chute de ten sinon à travers la résistance 9, détermine la tension de polarisa -tion négative appliquée à la grille de commande Il du tube générateur 2 et qui est choisie d'un niveau suffisamment élevé pour qu'elle -bloque le courant d'anode du tube générateur 1. Pour déclencher la génération de l'énergie haute-fréquenees la tension de la source de tension 12 est sugmentée et, ainsi, la tension d'anode et le courant d'anode de la-triode 14 s'élèvent.-Ltaug- mentation ainsi produite de la chute de tension à travers la résistance 9 assure un décalage du potentiel de la grille de commande 11 dans le sens positif åu-squ'à ce qu'enfin le courant d'anode du tube générateur 1 commence à passer. Les fluctuations du courant d'anode sont transmises, par l'intermédiaire du condensateur 3, au circuit antirésonnant 4, 5, dont la tension est réinJectée, par l'intermédiaire du transformateur de réaction 18, de ltensemble RC 15, de la triode 14 et du condensateur 13, sur la grille de commande Il du tube générateur 1, ce qui provoque, dans le circuit antirésonnant 4, 5, une oscillation haute-fréquence dont 1 ' amortissement est compensé par le courant d'anode du tube générateur 1. En outre, grâce à la dérivation des pointes de tension positives de la grille de commande de la triode 14 par l'intermédiaire de son espace grille-cathode, le point de fonctionnement de la triode 14 est décalé de classe B e classe C.Mais, en même temps, la composante continue du courant d ' anode consommé dans la triode 14 s'élève également. Ce courant continu ne peut, tant qu'aucun courant de grille ne passe encore dans le tube générateur 1, circuler que par l'intermédiaire de la résistance 9 et augmente la chute de tension à travers celle-ci, de sorte que la polarisation de la grille de commande Il est décalée dans le sens négatif, c'est-à-dire dans le sens d'un passage de classe B en classe C du tube générateur 1..Lorsqu'un courant de grille commence enfin à passer dans le tube générateur 1, celui-ci fonctionne déjà en classe C. En variante du mode de réalisation décrit ci-dessus du tube générateur haute-fréquence suivant l'invention, on peut, bien entendu, au lieu du montage amplificateur 19 fonctionnant en classe B à C, formé par la triode 14 et l'ensemble RC 15, utiliser tout autre amplificateur à courant alternatif présentant des propriétés équivalentes. Sur la figure 2 est représentée l'allure caractéristique de la puissance d'entrée Ne ou de la puissance de sortie hautefréquence Ntv du générateur en fonetion de la tension UgO de la seconde source de tension continue 12, mesurées en unités arbi traires, pour une tension continue d'anode donnée ou pour une charge fanttme de sortie déterminée. Un pilotage sans inertie de la tension Ugo de la seconde source de tension continue 12 peut avantageusement être effectué au moyen de redresseurs commandés, par exemple par le procédé de découpage à phase variable. Mais la puissance pouvant ainsi être commandée s'élève seulement à environ 2 % de la puissance d'entrée du générateur. Un facteur de puissance défavorable est toutefois la plupart du temps tolérable pour le réseau, ou bien il est possible de compenser la consommation de puissance réactive a peu de frais. Des générateurs du type décrit sont utilisés de façon particulièrement avantageuse comme sources de tension haute-frequence pour l'alimentation d'inducteurs dans le chauffage par induction de pièces à usiner. Dans cette application, il s'agit en effet surtout de pouvoir ajuster de façonprécise le niveau et la durée de la puissance haute-fréquence nécessaire ou, par exemple, de la brancher seulement pour un très court instant, ctest-à-dire en quelque sorte de la manipuler, ce qui peut s'effectuer de manière simple par-établissement et interruption alternés de la tension UgO. REVENDICATIONS 1. Générateur à tube haute-fréquence à auto-excitation comportant un tube générateur à vide poussé dans le circuit d'anode duquel est prévu un circuit antirésonnant qui détermine la fréquence du générateur et par l'intermédiaire duquel 1 'éner- gie haute-fréquence est transmise avec l'extérieur ainsi qu'un circuit de réaction agissant, à partir de ce circuit antirésonnant, sur le circuit de la grille de commande du tube générateur, ledit générateur étant caractérisé par une première source de tension continue dont la tension négative constante par rapport au potentiel de cathode est appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance et d'une bobine de choe haute-fréquence, à la- grille de commande du tube générateur, par un montage amplificateur fonctionnant en classe 3 à C et destiné à amplifier le signal à réinfecter et par un montage série comprenant l'espace grillecathode du tube générateur et une seconde source de tension comportant une tension réglable positive par rapport au potentiel de cathode, ledit montage série étant incorporé au circuit de travail du montage amplificateur. 2. Générateur à tube haute-fréquence suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour former le signal à réinjecter, il est prévu un transformateur de réaction alimenté à partir du circuit antirésonnant. 3. Générateur à tube haute-fréquence suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le montage amplificateur comporte une triode à vide poussé, dont la grille de commande est connectée, par l'intermédiaire d'un ensemble RC, à la sortie du transformateur de réaction.